Трансформаторы тока расчет мощности: Онлайн расчет трансформатора тока — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Подбор трансформатора тока — ГОСТ, ПУЭ, таблицы, формулы

Главная
Электрические аппараты
Выбор ТТ

Задача данной статьи дать начальные знания о том, как выбрать трансформатор тока для цепей учета или релейной защиты, а также родить вопросы, самостоятельное решение которых увеличит ваш инженерный навык.

Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Кроме ГОСТа пригодится и ПУЭ, где обозначены требования к трансформаторам тока в цепях учета, даны рекомендации по выбору.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

До определения номинальных параметров и их проверки на различные условия, необходимо выбрать тип ТТ, его схему и вариант исполнения. Общими, в любом случае, будут номинальные параметры. Разниться будут некоторые критерии выбора, о которых ниже.

1. Номинальное рабочее напряжение ТТ. Данная величина должна быть больше или равна номинальному напряжению электроустановки, где требуется установить трансформатор тока. Выбирается из стандартного ряда, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

2. Далее, перед нами встает вопрос выбора первичного тока ТТ. Величина данного тока должна быть больше значения номинального тока электрооборудования, где монтируется ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Приведем пример из книги. Допустим у статора ТГ ток рабочий 5600А. Но мы не можем взять ТТ на 6000А, так как турбогенератор может работать с перегрузкой в 10%. Значит ток на генераторе будет 5600+560=6160. А это значение мы не замерим через ТТ на 6000А.

Выходит необходимо будет взять следующее значение из ряда токов по ГОСТу. Приведу этот ряд: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако, некоторое электрооборудование не допускает работу с перегрузкой. И для него величина тока будет равна номинальному току.

Но на этом выбор первичного тока не заканчивается, так как дальше идет проверка на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях.

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

Данная проверка показывает, что ТТ выдержит определенную величину тока КЗ (IТ) на протяжении определенного промежутка времени (tt), и при этом температура ТТ не превысит допустимых норм. Или говоря короче, тепловое воздействие тока короткого замыкания.

iуд — ударный ток короткого замыкания

kу — ударный коэффициент, равный отношению ударного тока КЗ iуд к амплитуде периодической составляющей. При к.з. в установках выше 1кВ ударный коэффициент равен 1,8; при к.з. в ЭУ до 1кВ и некоторых других случаях — 1,3.

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

В данной проверке мы исследуем процесс, когда от большого тока короткого замыкания происходит динамический удар, который может вывести из строя ТТ.

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

3. Третьим пунктом у нас будет проверка трансформатора тока по мощности вторичной нагрузки. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Sном>=Sнагр. То есть номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше расчетной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка представляет собой сумму сопротивлений включенных последовательно приборов, реле, проводов и контактов умноженную на квадрат тока вторичной обмотки ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Величину данного сопротивления можно определить теоретически, или же, если установка действующая, замерить сопротивление методом вольтметра-амперметра, или имеющимся омметром.

Сопротивление приборов (амперметров, вольтметров), реле (РТ-40 или современных), счетчиков можно выцепить из паспортов, которые поставляются с новым оборудованием, или же в интернете на сайте завода. Если в паспорте указано не сопротивление, а мощность, то на помощь придет известный факт — полное сопротивление реле равно потребляемой мощности деленной на квадрат тока, при котором задана мощность.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

Не всегда приборы подключены последовательно и это может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. Ниже на рисунке приведены варианты подключения нескольких трансформаторов тока и значение Zнагр при разных видах коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф — однофазное, двухфазное, трехфазное).

В таблице выше:

zр — сопротивление реле

rпер — переходное сопротивление контактов

rпр — сопротивление проводов определяется как длина отнесенная на произведение удельной проводимости и сечения провода. Удельная проводимость меди — 57, алюминия — 34,5.

Кроме вышеописанных существуют дополнительные требования для ТТ РЗА и цепей учета — проверка на соблюдение ПУЭ и ГОСТа.

Выбор ТТ для релейной защиты

Трансформаторы тока для цепей релейной защиты исполняются с классами точности 5Р и 10Р. Должно выполняться требование, что погрешность ТТ (токовая или полная) не должна превышать 10%. Для отдельных видов защит эти десять процентов должны обеспечиваться вплоть до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях погрешность может быть больше 10% и специальными мероприятиями необходимо обеспечить правильное срабатывание защит. Подробнее в ПУЭ вашего региона и справочниках. Эта тема имеет множество нюансов и уточнений. Требования ГОСТа приведены в таблице:

Хоть это и не самые высокие классы точности для нормальных режимов, но они и не должны быть такими, потому что РЗА работает в аварийных ситуациях, и задача релейки определить эту аварию (снижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, частоты) и предотвратить — а для этого необходимо уметь измерить значение вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

К цепям учета подключаются трансформаторы тока класса не выше 0,5(S). Это обеспечивает бОльшую точность измерений. Однако, при возмущениях и авариях осциллограммы с цепей счетчиков могут показывать некорректные графики токов, напряжений (честное слово). Но это не страшно, так как эти аварии длятся недолго. Опаснее, если не соблюсти класс точности в цепях коммерческого учета, тогда за год набежит такая финансовая погрешность, что “мама не горюй”.

при завышенном коэффициенте трансформации. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

По требованиям же ГОСТ значение вторичной нагрузки для классов точности до единицы включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Диапазоны по первичному и вторичному токам для разных классов точности должны соответствовать данным таблицы ниже:

Исходя из вышеописанного можно составить таблицу для выбора коэффициента ТТ по мощности. Однако, если с вторичкой требования почти везде 25-100, то по первичке проверка может быть от 1% первичного тока до пяти, плюс проверка погрешностей. Поэтому тут одной таблицей сыт не будешь.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Пройдемся по столбцам: первый столбец это возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Затем идут три столбца значений токов, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжений — 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца — это разброс возможных коэффициентов трансформаторов тока. Данные коэффициенты проверены по следующим условиям:

при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Я рекомендую, если Вы расчетчик или студент, сделать свою табличку. А если Вы попали сюда случайно, то за Вас эти расчеты должны делать такие как мы — инженеры, электрики =)

К сведению тех, кто варится в теме. В последнее время заводы-изготовители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметра тт, а они по этим параметрам создают модель и производят. Это выгодно, когда при выборе приходится варьировать коэффициент трансформации, длину проводов, что приводит и к удорожанию схемы и увеличению погрешностей. Некоторые изготовители даже пишут, что не сильно и дороже выходит, чем просто серийное производство, но выигрыш очевиден. Интересно, может кто сталкивался с подобным на практике.

Вот так выглядят основные моменты выбора трансформаторов тока. После выбора и монтажа, перед включением, наступает самый ответственный момент, а именно пусковые испытания и измерения.

Выбор трансформаторов тока для присоединения расчетных счетчиков

Для правильного выбора трансформаторов тока (ТТ) для расчетных счетчиков, нам нужно правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока, исходя из того, что расчетная нагрузка присоединения, будет работать в аварийном режиме.

Коэффициент трансформации считается завышенным, если при 25%-ной нагрузке присоединения в нормальном режиме, ток во вторичной обмотке будет меньше 10% от номинального тока подключенного счетчика – 5 А.

Для того, чтобы присоединенные приборы, работали в требуемом классе точности (напоминаю что для счетчиков коммерческого учета класс точности трансформаторов тока должен быть – 0,2; 0,2S; для технического учета – 0,5; 0,5S), необходимо чтобы, подключаемая вторичная нагрузка Zн не превышала номинальной вторичной нагрузки трансформатора тока, для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Zн ≤ Zдоп. Подробно это рассмотрено в статье: «Выбор трансформаторов тока на напряжение 6(10) кВ».

Еще одним условием правильности выбора трансформаторов тока, является проверка трансформаторов тока на токовую ΔI и угловую погрешность δ.

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

Токовая погрешность определяется по формуле [Л1, с61]:

где:

Kном. – коэффициент трансформации;
I₁ – ток первичной обмотки ТТ;
I₂ – ток вторичной обмотки ТТ;

Пример выбора трансформатора тока для установки расчетных счетчиков

Нужно выбрать трансформаторы тока для отходящей линии, питающей трансформатор ТМ-2500/6. Расчетный ток в нормальном режиме составляет – 240,8А, в аварийном режиме, когда трансформатор будет перегружен на 1,2, ток составит – 289А.

Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5.

1. Рассчитываем первичный ток при 25%-ной нагрузке:

2. Рассчитываем вторичный ток при 25%-ной нагрузке:

Как видим, трансформаторы тока выбраны правильно, так как выполняется условие:

I₂ > 10%*Iн.счетчика, т. е. 1 > 0,5.

Рекомендую при выборе трансформаторов тока к расчетным счетчикам использовать таблицы II.4 – II.5.

Таблица II.5 Технические данные трансформаторов тока

Таблица II.4 Выбор трансформаторов тока

Максимальная расчетная мощность, кВА	Напряжение
	380 В		10,5 кВ
	Нагрузка, А	Коэффициент трансформации, А	Нагрузка, А	Коэффициент трансформации, А
10	16	20/5	—	—
15	23	30/5	—	—
20	30	30/5	—	—
25	38	40/5	—	—
30	46	50/5	—	—
35	53	50/5 (75/5)	—	—
40	61	75/5	—	—
50	77	75/5 (100/5)	—	—
60	91	100/5	—	—
70	106	100/5 (150/5)	—	—
80	122	150/5	—	—
90	137	150/5	—	—
100	152	150/5	6	10/5
125	190	200/5	—	—
150	228	300/5	—	—
160	242	300/5	9	10/5
180	—	—	10	10/5 (15/5)
200	304	300/5	—	—
240	365	400/5	13	15/5
250	—	—	14	15/5
300	456	600/5	—	—
320	487	600/5	19	20/5
400	609	600/5	23	30/5
560	853	1000/5	32	40/5
630	960	1000/5	36	40/5
750	1140	1500/5	43	50/5
1000	1520	1500/5	58	75/5

Примечание.

Учитывая необходимость подключения трансформаторов тока для питания измерительных приборов и реле, для которых нужны различные классы точности, высоковольтные трансформаторы тока выполняются с двумя вторичными обмотками.

Литература:

1. Справочник по расчету электрических сетей. И.Ф. Шаповалов. 1974г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока

Содержание

1. Общая часть

Всем доброго времени суток! Представляю Вашему вниманию типовую работу «Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока» №48082-э «Теплоэлектропроект».

Вторичная нагрузка на трансформаторы тока (ТТ) складывается из:

а) сопротивления проводов — rпр;
б) полного сопротивления реле и измерительных приборов — Zр и Zп;
в) переходного сопротивления принимаемого равным — rпер = 0,05 Ом.

Согласно ГОСТ трансформаторы тока должны соответствовать одному из следующих классов точности: 0,5; 1; 3; 5Р; 10Р.

Класс точности 0,5 должен обеспечиваться при питании от трансформатора тока расчетных счетчиков. При питании щитовых измерительных приборов класс точности трансформаторов тока должен быть не ниже 3. При необходимости для измерения иметь более высокий класс точности трансформаторы тока должны выбираться по классу точности на ступень выше, чем соответствующий измерительный прибор.

Например: для приборов класса 1 трансформаторов тока должен обеспечивать класс 0,5; для приборов — 1,5 трансформаторов тока должен обеспечивать класс точности 1,0.

Требования к трансформаторам тока для релейной защиты рассмотрены ниже.

При расчете нагрузки на ТТ в целях упрощения допускается сопротивления элементов вторичной цепи ТТ складывать арифметически, что создает некоторый расчетный запас.

Потребление токовых обмоток релейной и измерительной аппаратуры приведено в разделе «7. Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры». Для удобства и упрощения расчета в указанных приложениях потребление дано в Омах. Для тех приборов и реле, для которых в каталогах указано их потребление в ВА, сопротивление в Омах определяется по выражению

где:
S – потребляемая мощность по токовым цепям, ВА;
I – ток, при котором задана потребляемая мощность, А.

При расчете сопротивления проводов (кабеля) во вторичных цепях ТТ используется:

где:

rпр — активное сопротивление проводов (жилы кабеля) от трансформатора тока до прибора или реле, Ом;
l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки измерительных приборов или релейной аппаратуры, м;
S – сечение провода или жилы кабеля, мм2;
γ –удельная проводимость, м/Ом.мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

2. Определение нагрузки на трансформаторы тока для измерительных приборов

Нагрузка на ТТ для измерительных приборов складывается из сопротивлений последовательно включенных измерительной аппаратуры, соединительных проводов и переходных сопротивлений в контактных соединениях.

Величина расчетной нагрузки Zн зависит также от схемы соединения ТТ.

При расчете определяется нагрузка для наиболее загруженной фазы ТТ.

В случае включения релейной аппаратуры последовательно с измерительной в расчетную нагрузку вводится также сопротивление реле. При этом расчетная нагрузка не должна превосходить допустимую в требуемом классе точности данного ТТ для измерительных приборов.

При соединении трансформаторов тока в звезду.

При соединении трансформаторов тока в неполную звезду.

При соединении ТТ в треугольник и включении измерительных приборов последовательно с реле во всех линейных проводах.

где:

— сопротивление нагрузки, включенной в линейном проводе трансформатора тока.

При соединении трансформаторов тока в треугольник и включении измерительного прибора последовательно с прибора последовательно с реле только в одном линейном проводе (например, в фазе А).

При использовании только одного ТТ.

В выражениях (3-7) известны сопротивления измерительных приборов Zп, сопротивления реле Zр, переходное сопротивление rпер и неизвестно сопротивление проводов rпр.

Поэтому расчет нагрузки на ТТ сводится к определению сопротивления соединительных проводов rпр.

Сопротивление rпр. определяется из условия обеспечения работа ТТ в требуемом классе точности при расчетной нагрузке. Поэтому должно быть Zн < Zдоп. Принимая Zн=Zдоп и пользуясь выражениями (3-7), определяется rпр для соответствующих схем соединения:

По найденному значению rпр определяется допустимое сечение соединительных проводов, пользуясь выражением (2).

Если в результате расчета сечение S окажется меньше 2,5 мм2, то оно должно быть принято равным 2,5 мм2 из условия механической прочности проводов в токовых цепях ТТ.

3. Определение напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока

Сопротивление нагрузки трансформатора тока для измерительных приборов и релейной защиты по условию допустимого напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока должно быть таким, чтобы при любом возможном виде короткого замыкания в месте установки трансформаторов тока измерения или защиты и любом возможном первичном токе трансформатора тока напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока установившемся режиме не превышало 1000 В.

Это условие считается выполненным, если при любом виде к.з.

где:

I1- наибольший возможный первичный ток при к.з.;
nт – номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока;
Zн – фактическое сопротивление вторичной нагрузки трансформатора тока с учетом сопротивления принятого провода (жилы кабеля)

Если в результате расчета оказалось, что при Zн напряжение больше 1000 В, то следует перейти на большее сечение соединительных проводов (жил кабеля) до 10 мм2 включительно.

Если при S=10 мм2 напряжение окажется больше 1000 В, то следует перейти на больший коэффициент трансформации и расчет для определения Zн должен быть повторен.

4. Определение нагрузки на трансформаторы тока для релейной защиты

Нагрузка на ТТ для релейной защиты складывается из последовательно включенных сопротивлений релейной аппаратуры , соединительных проводов и переходных сопротивлений в контактных соединениях. Величина вторичной нагрузки зависит также от схемы соединения ТТ и от вида КЗ.

Релейная защита в условиях КЗ обычно работает при больших токах, которые во много раз превышают номинальный ток ТТ. Расчетами и опытом эксплуатации установлено, что для обеспечения правильной работы релейной защиты погрешности ТТ не должны превышать предельно допустимых значений.

По ПУЭ эта погрешность, как правило, не должна быть более 10%.

В ГОСТ 7746-88 точность ТТ, используемых для релейной защиты, нормируется по их полной погрешности (ε), обусловленной током намагничивания. По условию ε < 10% построены кривые предельных кратностей ТТ.

При этом наибольшее отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при заданной вторичной нагрузке не превышает 10%, называется предельной кратностью (К10).

Согласно тому же ГОСТ заводы-поставщики ТТ обязаны гарантировать значение номинальной предельной кратности (К10н), при которой полная погрешность ТТ, работающего с номинальной вторичной нагрузкой, не превышает 10%.

Чтобы найти допустимую нагрузку по кривым предельных кратностей, необходимо предварительно определить расчетную кратность тока К.З., т. е. отношение тока КЗ в расчетной точке к минимальному току ТТ (Красч.)

5. Определение расчетной кратности (Красч.) для выбора допустимой нагрузки (Zдоп.) на трансформаторы тока по кривым предельных кратностей

Для правильного выбора допустимой нагрузки на ТТ необходимо выбрать соответствующий режим и место короткого замыкания.

Расчетным режимом является КЗ, при котором ток к.з. имеет максимальную для данного ТТ величину Iмакс. в заданном месте КЗ.

Величины Iмакс. Выбираются различно для разных типов защиты зависимости от принципа их работы.

5.1 Токовые защиты с независимой характеристикой

Для максимальной токовой защиты с независимой характеристикой Iмакс = 1,1*Ic.з., поскольку для этих защит точная работа ТТ требуется лишь при токе их срабатывания.

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где:

1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность ТТ при срабатывании защиты;
Iс.з. – первичный ток срабатывания защиты;
I1н – первичный номинальный ток ТТ.

5.2 Токовые отсечки

Для токовой отсечки Iмакс = 1,1*Ic.з., поскольку для этих защит точная работа ТТ требуется лишь при токе их срабатывания.

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где: n=1,2-1,3

5.3 Максимальные токовые защиты с зависимой характеристикой

Для МТЗ с зависимой характеристикой Iмакс должен соответствовать току КЗ, при котором производится согласование по времени защит смежных элементов.

Расчетная кратность:

Iк.з.макс.- максимальный ток короткого замыкания, при котором производится согласование смежных защит;
n=1,2-1,3

5.4 Направленные токовые и дистанционные защиты

Для предотвращения излишних срабатываний, многоступенчатых защит Iмакс определяется при КЗ в конце зоны первой ступени защит или в конце линии.

Расчетная кратность:

n – коэффициент, принимается при минимальном времени действия защиты: менее 0,5 сек равным 1,4-1,5, а при времени больше 0,5 сек равным 1,2-1,3.

5.5 Дифференциальные токовые защиты

Для предотвращения срабатывания защиты от токов небаланса Iмакс определяется при наибольшем токе внешнего КЗ.

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при внешнем коротком замыкании;
n – коэффициент, принимается при выполнении защиты на реле с БНТ равным 1, а при реле без БНТ равным 1,8-2.

5.6 Дифференциально-фазные высокочастотные защиты

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n — принимается 1,6-1,8.

5.7 Продольные дифференциальные токовые защиты линий

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n – принимается 1,8-2,0.

По расчетной кратности, пользуясь кривыми предельных кратностей (по данным заводов-изготовителей трансформаторов тока) находится допустимое сопротивление Zдоп для трансформаторов тока рассматриваемой защиты.

В тех случаях, когда из-за отсутствия кривых предельных кратностей при проектировании вынужденно используются кривые 10%-ных кратностей, необходимо для учета возможного их завышения по сравнению с действительно допустимыми значениями по кривым предельных кратностей полученное по выражениям (13-19) значение Красч. увеличивать в 1,25 раз.

6.Определение расчетной нагрузки Zн

Расчетная нагрузка для трансформаторов тока релейной защиты определяется по выражениям, приведенным в таблице №1. В расчете принимается Zн=Zдоп.

По значению Zн можно определить сопротивление соединительных проводов (жил кабеля) во вторичных цепях трансформаторов тока.

Таблица 1 – расчетные формулы для определения вторичной нагрузки и сопротивления соединительных проводов трансформаторов тока для релейной защиты

7.Определение сопротивления соединительных проводов

В Таблице №1 приведены расчетные выражения, для определения сопротивления соединительных проводов во вторичных цепях трансформаторов тока в зависимости от их схем соединения и от вида КЗ.

При этом сопротивление релейной аппаратуры, подключенной к трансформаторам тока, может быть найдено по Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры или по другим заводским данным.

По найденному значению rпр определяется допустимое сечение соединительных проводов.

Если в результате расчета S окажется менее 2,5 мм2, то оно должно быть принято равным 2,5 мм2 из условия механической прочности проводов в токовых цепях ТТ, после чего определяется фактическое сопротивление проводов по выражению (2).

Если в результате расчета сечение кабеля окажется чрезмерно большое (более 10 мм2), то для его уменьшения можно рекомендовать следующие мероприятия:

1. Применить последовательное соединение двух обмоток трансформаторов тока рассматриваемой защиты. При последовательном соединении одинаковых сердечников трансформаторов тока нагрузка на каждый сердечник ТТ уменьшается в 2 раза. При последовательном соединении разных сердечников трансформаторов тока расчетная нагрузка на ТТ уменьшается, так как она распределяется между обмотками трансформаторов тока пропорционально их ЭДС.

2. Изменить схему соединения трансформаторов тока вместо неполной звезды перейти к полной звезде; вместо схемы на разность токов перейти к схеме неполной звезды и т.п.

3. Применить другой трансформатор тока, допускающий большую вторичную нагрузку.

4. Установить дополнительный комплект трансформаторов тока и перевести на него часть вторичной нагрузки.

8.Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры

Реле тока серии РТ-40

№ п/п	Тип реле	Пределы уставок, А	Сопротивление обмотки реле, Ом	Примечание
1	РТ40/0,2	0,05-0,1 0,1-0,2	80	—
2	РТ40/0,6	0,15-0,3 0,3-0,6	8,9 2,2	—
3	РТ40/2	0,5-1 1-2	0,8 0,2	—
4	РТ40/6	1,5-3 3-6	0,22 0,055	—
5	РТ40/10	2,5-5 5-10	0,08 0,02	—
6	РТ40/20	5-10 10-20	0,02 0,005	—
7	РТ40/50	12,5-25 25-50	0,0051 0,00128	—
8	РТ40/100	25-50 50-100	0,00288 0,00072	—
9	РТ40/200	50-100 100-200	0,0032 0,0008	—
10	РТ40/Ф	1,75-3,5 2,9-5,8 4,4-8,8 8,8-17,6	0,090 0,036 0,020 0,008	—

Реле тока серии РТ-40/1Д

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	0,15	40	20	21
2	0,4	25	13	13
3	1	14	7	7
4	2	9	5	5
5	4	6	2,5	2,8
6	5	5	2	2

Реле тока серии РТ 40/Р-1

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	0,15	40	20	21
2	0,4	25	13	13
3	1	14	7	7
4	2	9	5	5
5	4	6	2,5	2,8
6	5	5	2	2

Реле тока серии РТ 40/Р-5

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	1	1,6	0,9	0,92
2	3	0,8	0,35	0,36
3	5	0,5	0,25	0,26
4	7	0,4	0,17	0,18
5	15	0,25	0,08	0,1
6	25	0,15	0,06	0,08

Реле тока серии РТ 80

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
№ п/п	Тип реле	Iном, А	Z, Ом	Примечание
1	РТ81/1	4	0,62	—
2	РТ81/1У	5	0,4	—
3	РТ82/1	6	0,28	—
4	РТ82/1У	7	0,204	—
5	РТ83/1	8	0,156	—
6	РТ83/1У	8	0,156	—
7	РТ84/1	9	0,123	—
8	РТ84/1У	9	0,123	—
9	РТ85/1	10	0,1	—
10	РТ85/1У
11	РТ86/1
12	РТ86/1У
13	РТ81/2	2	2,5	—
14	РТ81/2У	2	2,5	—
15	РТ82/2	2,5	1,6	—
16	РТ82/2У	2,5	1,6	—
17	РТ83/2	3	1,11	—
18	РТ83/2У	3,5	0,82	—
19	РТ84/2	4	0,625	—
20	РТ84/2У	4	0,625	—
21	РТ85/2	4,5	0,495	—
22	РТ86/2	5	0,4	—

Реле тока серии РТ 90

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
№ п/п	Тип реле	Iном, А	Z, Ом	Примечание
1	РТ91/1	4	1,56	—
2	РТ91/1	5	1	—
3	РТ91/1У	6	0,695	—
4	РТ91/1У	7	0,51	—
5	РТ95/1	8	0,39	—
6	РТ95/1У	9	0,308	—
7	РТ95/1У	10	0,25	—
8	РТ91/2	2	6,25	—
9	РТ91/2	2,5	4	—
10	РТ91/2У	3	2,78	—
11	РТ91/2У	3,5	2,03	—
12	РТ95/2	4	1,56	—
13	РТ91/2У	4,5	1,24	—
14	РТ91/2У	5	1	—

Фильтр-реле тока обратной последовательности серии РТФ

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
№ п/п	Тип реле	Iном, А	Z, Ом	Примечание
1	РТФ 1М	5	0,22	На фазу
2	РТФ 1М	1	5,5	На фазу
3	РТФ 7/1	5	0,8	На фазу
4	РТФ 7/1	10	0,2	На фазу
5	РТФ 7/2	5	0,6	На фазу
6	РТФ 7/2	1	15	На фазу
7	РТФ 6М	5	0,4	На фазу
8	РТФ 6М	10	0,1	На фазу

Реле токовые дифференциальные

№ п/п	Тип реле	Наименование обмоток	Сопротивление обмоток, Ом	Примечание
1	РНТ 565	Рабочая	0,1	При полностью включенных витках
		Первая уравнительная	0,1	При полностью включенных витках
		Вторая уравнительная	0,1	При полностью включенных витках
2	РНТ 566	Первая рабочая	2,5	При полностью включенных витках
		Вторая рабочая	1,5	При полностью включенных витках
		Третья рабочая	0,25	При полностью включенных витках
3	РНТ 566/2	Первая рабочая	1,5	При полностью включенных витках
3	РНТ 566/2	Вторая рабочая	0,1	При полностью включенных витках
4	РНТ 567	Первая рабочая	0,05	При полностью включенных витках
4	РНТ 567	Вторая рабочая	0,05	При полностью включенных витках
5	РНТ 567/2	Первая рабочая	0,5	При полностью включенных витках
5	РНТ 567/2	Вторая рабочая	0,5	При полностью включенных витках

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Выбор трансформаторов тока

Измерительные трансформаторы тока 6-10 кВ используются в реклоузерах (ПСС), пунктах коммерческого учета (ПКУ), камерах КСО — везде, где требуется учет электроэнергии или контроль тока для защиты линии от перегрузки.

Одним из основных параметров трансформатора тока (ТТ) является коэффициент трансформации, который чаще всего имеет обозначение 10/5, 30/5, 150/5 или аналогичное. Попробуем разобраться, что это означает, и как правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока.

Важно! Трансформатор тока по природе является повышающим, поэтому его вторичная обмотка должна быть всегда замкнута накоротко через амперметр или просто перемычкой. Иначе он сгорит или ударит кого-нибудь током.

Зачем нужны трансформаторы тока

Электрики, знакомые с электрооборудованием ~220 В могут заметить, что квартирные счетчики электроэнергии подключаются непосредственно к линии без использования трансформаторов тока. Однако уже в трехфазных сетях трансформаторное подключение встречается чаще, чем прямое включение. В цепях же ПКУ и распределительных устройств 6-10 кВ все измерительные устройства подключаются через трансформаторы тока.

Трансформатор тока предназначен для уменьшения величины измеряемого тока и приведения его к стандартному диапазону. Как правило, ток преобразуется к стандартному значенияю 5 А (реже — 1 А или 10 А).

Еще одним назначением трансформаторов тока является создание гальванической развязки между измеряемой и измерительной цепями.

Как выбрать трансформатор тока

Максимальный рабочий ток первичной обмотки трансформатора определяется мощностью силового трансформатора на понижающей подстанции.

Например, если мощность подстанции 250 кВА, то при номинальном напряжении линии 10 кВ ток не будет превышать 15 А. Значит коэффициент трансформации трансформаторов тока должен быть не менее 3 или, как это часто обозначают, 15/5. Использование трансформаторов тока меньшего номинала может привести к тому, что ток во вторичной обмотке будет значительно превышать заданное значение 5 А, что может привести к существенному снижению точности измерений или даже выходу из строй счетчика электроэнергии.

Таким образом, минимальное значение коэффициента трансформации ТТ ограничивается номинальным током линии.

А существуют ли ограничения на коэффициент трансформации с другой стороны? Можно ли использовать, например, вместо трансформаторов 15/5 трансформаторы 100/5? Да, такие ограничения существуют.

Если использовать трансформаторы тока с непропорционально большим номиналом, то результатом будет слишком малый ток во вторичной обмотке трансформатора, который счетчик электроэнергии не сможет измерять с необходимой точностью.

Чтобы не производить каждый раз громоздкие математические вычисления, был выработан ряд правил по выбору коэффициента трансформации ТТ. Эти правила зафиксированы в настольной книге каждого энергетика — в «Правилах устройсва электроустановок» (ПУЭ).

Правила устройства электроустановок допускают использование трансформаторов тока с коэффициентом трансформации выше номинального. Однако такие трансформаторы ПУЭ называют «трансформаторами с завышенным коэффициентом трансформации» и ограничивают их использование следующим образом.

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

Поскольку упомянутое в ПУЭ понятие минимальной рабочей нагрузки является не очень понятным, то используют и другое правило:

Завышенным по коэффициенту трансформации нужно считается трансформатор тока, у которого при 25% расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке менее 10% номинального тока счетчика.

Таким образом, максимально возможное значение коэффициента трансформации применяемых трансформаторов тока ограничивается чувствительностью счетчиков электроэнергии.

Расчет минимального и максимального значения коэффициента трансформации

Для расчета номинала трансфоррматора тока необходимо знать диапазон рабочих токов в первичной обмотке трансформатора.

Минимальный коэффициент трансформации ТТ рассчитывается, исходя измаксимального рабочего тока в линии. Максимальный рабочий ток можно вычислить, исходя из общей мощности потребителей электроэнергии, находящихся в одной сети. Но производить эти вычисления нет необходимости, так как все расчеты уже были проделаны ранее при проектировании трансформаторной подстанции. Как правило, номинал силового трансформатора выбран таким, чтобы регулярная нагрузка не превышала номинальную мощность трансформатора, а кратковременная пиковая нагрузка превышала мощность трансформатора не более, чем на 40%.

Нужно различать полную мощность (измеряется в кВА) и полезную мощность (измеряется в кВт). Полная мощность связана с полезной через коэффициент мощности, характеризующий реактивные потери в сети. Больше информации по теме можно получить на другой странице нашего сайта.

Поделив потребляемую мощность на номинальное напряжение сети и уменьшив полученное значение на корень из 3, получим максимальный рабочий ток. Отношение максимального рабочего тока к номинальному току счетчика электроэнергии и даст искомый минимальный коэффициент трансформации.

Например, для подстанции мощностью 250 кВА при номинальном напряжении сети 10 кВ максимальный рабочий ток составит около 15 А. Поскольку кратковременный максимальный рабочий ток может достигать 20 А, то минимальный номинал трансформатора тока лучше взять с небольшим запасом — 20/5.

Максимальный коэффициент трансфортмации ТТ определим, умножив минимальный коэффициент трансформации на отношение уровеня рабочего тока (в процентах от максимального) к уровеню тока во вторичной обмотке трансформатора (также в процентах от максимального).

Например, минимальный коэффициент трансформации — 15/5, расчетный уровень рабочего тока — 25% от максимального, ток во вторичной обмотке трансформатора — 10% от номинального тока счетчика. Тогда искомый минимальный номинал ТТ — 15/5 * 25/10, то есть 7,5 или в традиционной записи 37,5/5. Но, поскольку ТТ с таким номиналом не выпускаются, то нужно взять ближайшее значение — 30/5.

Требования, предъявляемые нормативными документами к выбору коэффициента трансформации измерительных трансформаторов тока, оставляют очень мало места для маневра, позволяя выбрать трансформатор только из двух-трех близких номналов

Параметры трансформатора тока | Заметки электрика

Доброго времени суток, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

Сегодня мы рассмотрим основные характеристики и параметры трансформаторов тока. Эти параметры будут необходимы нам для правильного выбора трансформаторов тока.

Итак, поехали.

Основные характеристики и параметры трансформаторов тока

1. Номинальное напряжение трансформатора тока

Первым основным параметром трансформатора тока, конечно же, является его номинальное напряжение. Под номинальным напряжением понимается действующая величина напряжения, при которой может работать ТТ. Это напряжение можно найти в паспорте на конкретный трансформатор тока.

Существует стандартный ряд номинальных значений напряжения у трансформаторов тока:

Ниже смотрите примеры трансформаторов тока с номинальным напряжением 660 (В) и 10 (кВ). Разница на лицо.

2. Номинальный ток первичной цепи трансформатора тока

Номинальный ток первичной цепи, или можно сказать, номинальный первичный ток — это ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока, при котором предусмотрена его длительная работа. Значение первичного номинального тока также указывается в паспорте на конкретный трансформатор тока.

Обозначается этот параметр индексом — I1н

Существует стандартный ряд номинальных значений первичных токов у выпускаемых трансформаторов тока:

Прошу обратить внимание на то, что ТТ со значением номинального первичного тока 15, 30, 75, 150, 300, 600, 750, 1200, 1500, 3000 и 6000 (А) в обязательном порядке должны выдерживать наибольший рабочий первичный ток, равный соответственно, 16, 32, 80, 160, 320, 630, 800, 1250, 1600, 3200 и 6300 (А). В остальных случаях наибольший первичный ток не должен быть больше номинального значения первичного тока.

Ниже на фото показан трансформатор тока с номинальным первичным током равным 300 (А).

3. Номинальный ток вторичной цепи трансформатора тока

Еще одним параметром трансформатора тока является номинальный ток вторичной цепи, или номинальный вторичный ток — это ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока.

Значение номинального вторичного тока, тоже отображается в паспорте на трансформатор тока и оно всегда равно 1 (А) или 5 (А).

Обозначается этот параметр индексом — I2н

Сам лично ни разу не встречал трансформаторы тока со вторичным током 1 (А). Также по индивидуальному заказу можно заказать ТТ с номинальным вторичным током равным 2 (А) или 2,5 (А).

4. Вторичная нагрузка трансформатора тока

Под вторичной нагрузкой трансформатора тока понимается полное сопротивление его внешней вторичной цепи (амперметры, обмотки счетчиков электрической энергии, токовые реле релейной защиты, различные токовые преобразователи). Это значение измеряется в омах (Ом).

Обозначается индексом — Z2н

Также вторичную нагрузку трансформатора тока можно выразить через полную мощность, измеряемую в вольт-амперах (В*А) при определенном коэффициенте мощности и номинальном вторичном токе.

Если сказать точно по определению, то вторичная нагрузка трансформатора тока — это вторичная нагрузка с коэффициентом мощности (cos=0,8), при которой сохраняется установленный класс точности трансформатора тока или предельная кратность первичного тока относительно его номинального значения.

Вот так сложно написал, но просто вчитайтесь в текст внимательнее и все поймете.

Обозначается индексом — S2н.ном

И здесь тоже существует ряд стандартных значений номинальной вторичной нагрузки трансформаторов тока, выраженных через вольт-амперы при cos=0,8:

Чтобы выразить эти значения в омах, то воспользуйтесь следующей формулой:

К этому вопросу мы еще с Вами вернемся. В следующих статьях я покажу Вам как самостоятельно можно рассчитать вторичную нагрузку трансформатора тока наглядным примером из своего дипломного проекта. Чтобы ничего не пропустить, подписывайтесь на новые статьи с моего сайта. Форму подписки Вы можете найти после статьи, либо в правой колонке сайта.

5. Коэффициент трансформации трансформатора тока

Еще одним из основных параметров трансформатора тока является коэффициент трансформации. Коэффициент трансформации трансформатора тока — это отношение величины первичного тока к величине вторичного тока.

При расчетах коэффициент трансформации разделяют на:

действительный (N)
номинальный (Nн)

В принципе их названия говорят сами за себя.

Действительный коэффициент трансформации — это отношение действительного первичного тока к действительному вторичному току. А номинальный коэффициент — это отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.

Вот примеры коэффициентов трансформации трансформаторов тока:

150/5 (N=30)
600/5 (N=120)
1000/5 (N=200)
100/1 (N=100)

6. Электродинамическая стойкость

Здесь сразу нужно внести ясность, что такое ток электродинамической стойкости — это максимальное значение амплитуды тока короткого замыкания за все время его протекания, которую трансформатор тока выдерживает без каких-либо повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе.

Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять механическим и разрушающим воздействиям тока короткого замыкания.

Ток электродинамической стойкости обозначается индексом — Iд.

Есть такое понятие, как кратность электродинамической стойкости. Обозначается индексом Кд и является отношением тока электродинамической стойкости Iд к амплитуде номинального первичного тока I1н.

Требования электродинамической стойкости не распространяются на шинные, встроенные и разъемные трансформаторы тока. Читайте статью про классификацию трансформаторов тока. По другим типам трансформаторов тока данные о токе электродинамической стойкости можно найти все в том же паспорте.

7. Термическая стойкость

Что такое ток термической стойкости?

А это максимальное действующее значение тока короткого замыкания за промежуток времени t, которое трансформатор тока выдерживает без нагрева токоведущих частей до превышающих допустимых температур и без повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе. Так вот температура токоведущих частей трансформатора тока, выполненных из меди не должна быть больше 250 градусов, из алюминия — 200.

Ток термической стойкости обозначается индексом — ItТ.

Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять тепловым воздействиям тока короткого замыкания за определенный промежуток времени.

Существует такое понятие, как кратность тока термической стойкости. Обозначается индексом Кт и является отношением тока термической стойкости ItТ к действующему значению номинального первичного тока I1н.

Все данные о токе термической стойкости Вы можете найти в паспорте на трансформатор тока.

Ниже я представляю Вашему вниманию скан-копию этикетки на трансформатор тока типа ТШП-0,66-5-0,5-300/5 У3, где указаны все его вышеперечисленные основные параметры и характеристики.

P.S. На этом я завершаю свою статью про основные характеристики и параметры трансформаторов тока. В следующих статьях я расскажу Вам про обозначение выводных концов, принцип работы трансформатора тока, режимы работы, класс точности и другие интересные темы.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Как выбрать трансформатор тока по мощности нагрузки

Главная » Разное » Как выбрать трансформатор тока по мощности нагрузки

Как выбрать трансформатор тока для счетчика: таблица и формулы

При организации электроснабжения предприятий, жилых и коммерческих объектов, в тех случаях, когда суммарный ток нагрузки многократно превышает возможности узла учета, или же необходимо произвести учет электроэнергии высоковольтных потребителей, устанавливаются дополнительные узлы преобразования — трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН). Они позволяют произвести линейное преобразование и осуществить учет или контроль проходящего тока с помощью обычных однофазных или трехфазных электросчетчиков, амперметров, а также организовать систему защиты линии с помощью них. В этой статье мы узнаем как выбрать трансформатор тока для счетчика электроэнергии по мощности и другим параметрам.

Разновидность устройств

При выборе трансформатора нужно учитывать его место расположение (закрытые или открытые распределительные установки, встраиваемые системы), а также конструктивные особенности исполнения (проходные, шинные, опорные, разъемные).

Проходной ТТ устанавливают в комплексных РУ и используют в качестве проходного изолятора. Опорные используют для установки на ровной поверхности. Шинный ТТ устанавливается непосредственно на токоведущие части. В роли первичной обмотки трансформатора выступает участок шины. Встроенные модели как элемент конструкции, устанавливаются в силовые трансформаторы, масляные выключатели и пр. Разъемные ТТ выполнены разборными для быстрой установки на жилы кабеля, без физического вмешательства в целостность электрических сетей.

Кроме того, разделение также проходит по типу используемой изоляции:

литая;
пластмассовый корпус;
твердая;
вязкая компаудная;
маслонаполненная;
газонаполненная;
смешанная масло-бумажная.

И различают по спецификации и сфере применения:

коммерческий учет и измерения;
защита систем электроснабжения;
измерения текущих параметров;
контроль и фиксация действующих значений;

Также различаются трансформаторы по напряжению: для электроустановок до 1000 Вольт и выше.

Правила выбора

При выборе трансформатора его напряжение не должно быть меньшим, чем номинальное напряжение счетчика.

U ном ≥ U уст

Аналогично поступаем при выборе ТТ по току, который должен быть равен или больше максимального тока контролируемой установки. С учетом аварийных режимов работы.

I ном ≥ I макс.уст

В ПУЭ описаны правила и нормативные требования к устройствам коммерческого учета счетчиками, а также уделено не мало внимания трансформаторам тока и нормам расчетных мощностей. Детально ознакомится можно в пункте ПУЭ 1.5.1 (Глава 1.5).

Помимо этого существуют следующие правила выбора трансформатора тока для счетчика:

Длина и сечение проводников от ТТ к узлу учета должны обеспечивать минимальную потерю напряжения (не более 0.25% для класса точности 0.5 и 0.5% для трансформаторов точностью 1.0). Для счетчиков, используемых для технического учета, допускается падение напряжения 1.5% от номинального.
Для систем АИИС КУЭ трансформаторы должны иметь высокий класс точности. Для установки в такие системы используют ТТ класса S 0.5S и 0.2S, позволяя увеличить точность учета при минимальных первичных токах.
Для коммерческого учета нужно выбрать класс точности ТТ не более 0.5. При использовании счетчика точностью 2.0 и для технического учета, допускается применение трансформатора класса 1.0.
Выбор ТТ с завышенной трансформацией допускается, если при максимуме тока нагрузки, ток в трансформаторе не меньше 40% от I ном электросчетчика.
При расчете количества потребленной энергии необходимо учитывать коэффициент преобразования.
Расчет параметров ТТ производится в зависимости от сечения проводника и расчетной мощности.

Пример расчета:

По таблице ниже, согласно получившимся расчетным параметрам выбираем ближайший ТТ:

При заключении договора с энергоснабжающей организацией, в случае когда для производства учета необходима установка трансформаторов тока, для организации узла учета, выдаются технические условия, в которых указано модель узла учета а также тип ТТ, номинал автоматических выключателей место их установки для конкретной организации. В результате самостоятельные расчеты ТТ производить не нужно.

Напоследок советуем читателям https://samelectrik.ru просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, теперь вам стало понятно, как выбрать трансформаторы тока для счетчиков и какие варианты исполнения ТТ бывают. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

samelectrik.ru

Подбор трансформатора тока — ГОСТ, ПУЭ, таблицы, формулы

В ходе подбора ТТ я буду ссылаться на два документа. ГОСТ-7746-2015 поможет в выборе стандартных значений токов, мощностей, напряжений, которые можно принимать для выбора ТТ. Данный ГОСТ действует на все электромеханические трансформаторы тока напряжением от 0,66кВ до 750кВ. Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

iуд — ударный ток короткого замыкания

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

В таблице выше:

zр — сопротивление реле

rпер — переходное сопротивление контактов

Выбор ТТ для релейной защиты

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

ТТ для учета могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но есть уточнение: при максимальной загрузке присоединения, вторичный ток трансформатора тока должен быть не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной — не менее 5%. Это требование п.1.5.17 ПУЭ7 допускается при завышенном коэффициенте трансформации. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Последние статьи

Самое популярное

pomegerim.ru

расчет по нагрузке и назначение

Содержание статьи:

Технические решения современных домов изобилуют приборами, которые создают нагрузку на сеть. Электрические варочные панели, духовки, котлы и бойлеры лидируют в потреблении. Запросы современных индукционных плит доходят до 11000 ВА, а учётная аппаратура не подключается напрямую при 100+ А. Альтернативный выбор — использовать трансформаторы тока (ТТ) для электросчётчиков.

Устройство ТТ

Трансформатор тока

Трансформаторы преобразовывают измеряемую величину из большей в меньшую или наоборот. Действуют они с помощью электромагнитной индукции. В основе прибора находится магнитный сердечник, собранный из прямоугольных стальных рамок, а на нём закреплены витки изолированных проводов — обмотки. Входная катушка подключена к источнику и у ТТ представлена всего одним витком. В зависимости от модели трансформатора место первичной обмотки может занимать:

намотка на сердечнике;
зафиксированная шина с соединительным винтом, которая проходит через корпус;
отверстие ступенчатой или прямоугольной формы, чтобы пропустить и закрепить шину при монтаже;
круглое окно под жилу кабеля для бесконтактных соединений (бытовые реле со встроенными трансформаторами).

Конструкция ТТ

Отличие измерительных трансформаторов от силовых в том, что ток вторичной цепи остаётся постоянным вне зависимости от сопротивления потребителя — меняется напряжение. У включённого в сеть трансформатора тока нельзя размыкать вторичную обмотку. Она всегда должна быть замкнута на измерительное устройство, при его отсутствии — перемычками накоротко. Если продуцируемый ток исчезнет, напряжение достигнет значения в киловольты. Скачок спровоцирует выход из строя аппаратуры (особенно чувствительны полупроводниковые приборы), повреждение изоляции и возгорание, витковое замыкание, травмирование обслуживающего персонала. В целях безопасности заземление каждой обмотки в одной точке является обязательным.

Ключевые параметры измерительных трансформаторов

Принцип действия трансформатора тока

Номинальное напряжение определяет цепи, в которых трансформатор может функционировать. Существуют две большие группы: до 1кВ и выше. В быту распространены преобразователи класса 0,66 кВ.

Коэффициент трансформации — отношение номинального первичного и вторичного токов. На входе значения варьируются в зависимости от параметров питающей сети: 1, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000. На выходе оно унифицировано под шкалу измерительных приборов 1, 2, 5. Маркировка с обозначением выглядит как дробь (50/5, 100/5, 200/5 и т. д.).

Класс точности указывает на максимальную допустимую погрешность в учёте энергии в процентах. Наиболее точные приборы используются в коммерческих целях:

Символ s указывает на то, что учёт возможен в пределах минимального деления. Для других моделей это слепая зона.

В измерительных цепях разной направленности:

Релейная защита: 10Р.

Если количество обмоток больше одной, для каждой класс точности определяется отдельно. До 1000 В принято соединять простые ТТ последовательно, а выше 1000 В это накладно, поэтому устанавливается один преобразователь с несколькими обмотками. Например, первая может быть на цепь защиты — 10Р, вторая 0,5, третья — 0,5s.

При несоблюдении номинальной мощности нагрузки, указанной в характеристиках трансформатора (5 ВА, 10 ВА, 15 ВА, 30 ВА и т. д.) класс точности падает относительно заявленного.

Оборудование учётного узла

Вводной автоматический выключатель

Для учётного шкафа узла свыше 100 А определен минимальный комплект оборудования.

Вводной автоматический выключатель, через который силовая линия заходит во внутреннюю сеть. От его нижней части до трансформаторов доступ для неквалифицированного персонала закрыт по нормам. Простой вариант защиты представлен оргстеклом, зафиксированным опломбированными шпильками.

Трансформаторы тока. Коэффициент трансформации зависит от мощности, которая выделена пользователю сети. Расчёт производят сотрудники Энергосбыта и предоставляют ТУ (технические условия).

Однофазный счётчик не предполагает использование преобразователей. В трёхфазных сетях распределение нагрузки может быть неравномерно, поэтому учёт ведётся по каждой фазе отдельно. Выбирать все 3 ТТ необходимо от одного производителя, с одинаковым набором свойств.

Технические паспорта нужно сохранить до регистрации узла. Проверяющий не примет трансформатор, после выпуска которого прошло больше года. Для пломбы на корпусе устройства присутствует специальная заглушка с винтом. Под ней может находиться вторая пара клемм для заземления и крепление для сети напряжения.

Испытательная коробка переходная

Колодка клеммная измерительная ККИ (испытательная панель) состоит из 2 секторов. Токовый имеет 7 пар клемм. 1 — заземление. К 6 остальным подходят провода от вторичных обмоток ТТ. Между ними можно установить попарные перемычки для замыкания сети перед отключением учётного устройства. В сектор напряжения заходят кабеля фаз A, B, C и нулевой проводник N. Ползунковые перемычки позволяют размыкать цепь при помощи отвёртки.

Счётчики могут быть электромеханические (дисковые), электронные (с ЖК дисплеем, дистанционным управлением), комбинированные. Энергосбыт предписывает требования к прибору в ТУ индивидуально. Схема подключения каждой модели находится на крышке или в прилагаемом паспорте.

Счетчики электроэнергии

Универсальный счётчик имеет 10 клемм, сгруппированных по 3 на каждую фазу, последняя — ноль. Первая, третья клемма — выход с вторичной обмотки трансформатора И1, И2; вторая — фазный провод.

Производители выпускают похожие счётчики прямого и нет подключения. При подборе нужно внимательно изучить маркировку. На фазном счётчике вместо максимально допустимого значения тока указан коэффициент трансформации (например: 5(7,5), 3X150/5 А)

Провода используют жёсткие, сечение 2,5+ мм2, формируя кольца для подключения. Возможны мягкие с изолированными наконечниками. В счётчике жила зажимается двумя винтами.

Патрон с электролампой через клавишный выключатель от конденсата в щитах наружной установки.

Бокс с окошками под табло учётного прибора и рычаги автоматов.

Комплектация дополняется защитной автоматикой в соответствии с проектом электросети.

Чтобы подобрать трансформатор для трёхфазного счётчика, следует составить желаемый план разводки электросети, утвердить его с региональным представителем Энергосбыта и получить технические условия. Выбирать модель следует строго по указанным в документе характеристикам.

strojdvor.ru

Выбор трансформаторов тока для присоединения расчетных счетчиков

Токовая погрешность определяется по формуле [Л1, с61]:

где:

Kном. – коэффициент трансформации;
I₁ – ток первичной обмотки ТТ;
I₂ – ток вторичной обмотки ТТ;

Пример выбора трансформатора тока для установки расчетных счетчиков

Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5.

1. Рассчитываем первичный ток при 25%-ной нагрузке:

2. Рассчитываем вторичный ток при 25%-ной нагрузке:

Как видим, трансформаторы тока выбраны правильно, так как выполняется условие:

I₂ > 10%*Iн.счетчика, т. е. 1 > 0,5.

Рекомендую при выборе трансформаторов тока к расчетным счетчикам использовать таблицы II.4 – II.5.

Таблица II.5 Технические данные трансформаторов тока

Таблица II.4 Выбор трансформаторов тока

Максимальная расчетная мощность, кВА	Напряжение
	380 В		10,5 кВ
	Нагрузка, А	Коэффициент трансформации, А	Нагрузка, А	Коэффициент трансформации, А
10	16	20/5	—	—
15	23	30/5	—	—
20	30	30/5	—	—
25	38	40/5	—	—
30	46	50/5	—	—
35	53	50/5 (75/5)	—	—
40	61	75/5	—	—
50	77	75/5 (100/5)	—	—
60	91	100/5	—	—
70	106	100/5 (150/5)	—	—
80	122	150/5	—	—
90	137	150/5	—	—
100	152	150/5	6	10/5
125	190	200/5	—	—
150	228	300/5	—	—
160	242	300/5	9	10/5
180	—	—	10	10/5 (15/5)
200	304	300/5	—	—
240	365	400/5	13	15/5
250	—	—	14	15/5
300	456	600/5	—	—
320	487	600/5	19	20/5
400	609	600/5	23	30/5
560	853	1000/5	32	40/5
630	960	1000/5	36	40/5
750	1140	1500/5	43	50/5
1000	1520	1500/5	58	75/5

Примечание.

Литература:

1. Справочник по расчету электрических сетей. И.Ф. Шаповалов. 1974г.

Поделиться в социальных сетях

raschet.info

Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ

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

1 Номинальное напряжение трансформатора тока.

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

2 Класс точности.

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

3 Номинальный ток вторичной обмотки.

Обычно 5А.

4 Номинальный ток первичной обмотки.

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

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

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

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

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

А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться данными таблицы:

Выбор трансформаторов тока по нагрузке

Обращаю ваше внимание, там есть опечатки

Советую почитать:

220blog.ru

Блог » Выбор измерительных трансформаторов тока

В статье описаны основные параметры трансформаторов тока.

Коэффициент трансформации

Расчетный коэффициент трансформации – это отношение первичного расчетного тока к вторичному расчетному току, он указан на табличке с паспортными данными в виде неправильной дроби.

Чаще всего используются измерительные трансформаторы x / 5 A, большинство измерительных приборов имеют при 5 A больший класс точности. По техническим и, прежде всего, по экономическим соображениям при большой длине измерительной линии рекомендуется использовать трансформаторы x / 1 A. Потери в линии в 1-A-трансформаторах составляют всего 4 % от потерь 5-A-трансформаторов. Но в этом случае измерительные приборы имеют обычно меньший класс точности.

Номинальный ток

Расчетный или номинальный ток (использовавшееся прежде название) – это указанное на табличке с паспортными данными значение первичного и вторичного тока (первичный расчетный ток, вторичный расчетный ток), на которое рассчитан трансформатор. Нормированные расчетные токи (кроме классов 0,2 S и 0,5 S) равны 10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 A, а также числам, полученным из этих значений умножением на число, кратное десяти.

Нормированные вторичные токи равны 1 и 5 A, предпочтительно 5 A.

Нормированные расчетные токи для классов 0,2 S и 0,5 S равны 25 – 50 – 100 A, а также числам, полученным из этих значений умножением на число, кратное десяти, вторичный ток (только) 5 A.

Правильный выбор номинального тока первичной обмотки очень важен для точности измерения. Рекомендуется максимально близкое сверху к измеренному / определенному току (In) отношение.

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

Номинальный ток можно определить на основании следующих предпосылок:

Номинальный ток измерительного трансформатора, умноженный на 1,1 (трансформатор с ближайшими характеристиками)
Предохранитель (номинальный ток предохранителя = номинальный ток трансформатора) измеряемой части установки (низковольтные главные распределительные щиты, распределительные шкафы)
Фактический номинальный ток, умноженный на 1,2 (этот метод нужно использовать, если фактический ток значительно ниже номинального тока трансформатора или предохранителя)

Нежелательно использовать трансформаторы с избыточными расчетными величинами,
т.к. в этом случае может сильно снизиться точность измерения при относительно низких токах
(относительно первичного расчетного тока).

Расчетная мощность трансформаторов тока

Расчетная мощность трансформатора тока – это результат нагрузки со стороны измерительного прибора и квадранта вторичного расчетного тока, она измеряется в ВA. Нормированные значения равны 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 ВА. Можно также выбирать значения, превышающие 30 ВА в соответствии со случаем применения. Расчетная мощность описывает способность трансформатора пропускать вторичный ток в пределах допускаемой погрешности через нагрузку.

При выборе подходящей мощности необходимо учесть следующие параметры: Потребление мощности измерительными приборами (при последовательном подключении …), длина кабеля, поперечное сечение кабеля. Чем больше длина кабеля и меньше его поперечное сечение, тем больше потери в питающей линии, т.е. номинальная мощность трансформатора должна иметь соответствующую величину.

Мощность потребителей должна быть близка к расчетной мощности трансформатора. Очень низкая мощность потребителей (низкая нагрузка) повышает кратность тока нагрузки, поэтому измерительные приборы могут быть недостаточно защищены от короткого замыкания. Слишком большая мощность потребителей (высока нагрузка) отрицательно сказывается на точности.

Часто в системе уже имеются трансформаторы тока, которые можно использовать при установке нового измерительного прибора. При этом нужно обратить внимание на номинальную мощность трансформатора: Достаточна ли она для дополнительных измерительных приборов?

Классы точности

В зависимости от точности трансформаторы тока делятся на классы. Стандартные классы точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 S; 0,2 S; 0,5 S. Коду класса соответствует кривая погрешностей тока и угловая погрешность.

Классы точности трансформаторов тока зависят от значения измерения. Если трансформаторы тока работают с малым по отношению к номинальному току током, точность измерения существенно снижается. В приведенной ниже таблице указаны предельные значения погрешности с учетом значений номинального тока:

Для комбинированных измерительных устройств рекомендуется использовать трансформаторы тока того же класса точности. Трансформаторы тока с более низким классом точности приводят к снижению точности измерения всей системы – преобразователь тока + измерительное устройство, которая в этом случае определяется классом точности трансформатора тока. Тем не менее, использование трансформаторов тока с меньшей точностью измерения, чем в измерительном устройстве, возможно с технической точки зрения.

Кривая погрешностей трансформатора тока

Измерительные трансформаторы и защитные трансформаторы

В то время, как измерительные трансформаторы должны максимально быстро насыщаться после выхода за диапазон потребляемого тока (выражается кратностью тока нагрузки FS), чтобы предотвратить рост вторичного тока в случае сбоя (например, короткого замыкания) и защитить таким образом подключенные устройства, защитные трансформаторы должны максимально долго не насыщаться.

Защитные трансформаторы используются для защиты установки в сочетании с соответствующими коммутирующими устройствами. Стандартные классы точности для защитных трансформаторов – 5P и 10P. «P» означает «protection» – ″защита″. Номинальная кратность тока нагрузки указывается (в %) после обозначения класса защиты. Например, 10P5 означает, что при пятикратном номинальном токе негативное отклонение со стороны вторичного тока от значения, ожидаемого в соответствии с коэффициентом трансформации (линейно),
составляет не более 10 % от ожидаемого значения.

Для комбинированных измерительных приборов настоятельно рекомендуется использовать измерительные трансформаторы.

Стандартные размеры шин для трансформаторов

Разъемные трансформаторы тока представлены в общем каталоге.

neokip.ru

пусковой и номинальный ток, пример на 10 кВ

Содержание статьи:

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

Причины для установки токовых трансформаторов

Трансформатор тока РТП-58

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

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

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

Разновидности трансформаторов тока

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

Назначение

Существуют такие трансформаторы:

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

У лабораторных моделей больше коэффициентов преобразования.

Тип монтажа

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

Конструкция первичной обмотки

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

Тип изоляции

Бывают следующие преобразователи:

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

Компаунд имеет самые высокие показатели влагостойкости.

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

Класс точности

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

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

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

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

Для устройств защиты класс точности также определяется по таблице.

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

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

Особенности выбора

В процессе выбора трансформатора тока необходимо руководствоваться базовыми параметрами:

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

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

Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты

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

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

Нюансы выбора устройств для цепи учета

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

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

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

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

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

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

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

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

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

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

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью

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

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

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

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

Простейший вариант – использовать специальные обмотки или релейные схемы.

Расчет трансформатора тока по мощности

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

Пример расчета на 10 кВ

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

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

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

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

https://

strojdvor.ru

Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока

Содержание

1. Общая часть

Вторичная нагрузка на трансформаторы тока (ТТ) складывается из:

а) сопротивления проводов — rпр;
б) полного сопротивления реле и измерительных приборов — Zр и Zп;
в) переходного сопротивления принимаемого равным — rпер = 0,05 Ом.

Согласно ГОСТ трансформаторы тока должны соответствовать одному из следующих классов точности: 0,5; 1; 3; 5Р; 10Р.

Требования к трансформаторам тока для релейной защиты рассмотрены ниже.

где:
S – потребляемая мощность по токовым цепям, ВА;
I – ток, при котором задана потребляемая мощность, А.

При расчете сопротивления проводов (кабеля) во вторичных цепях ТТ используется:

где:

rпр — активное сопротивление проводов (жилы кабеля) от трансформатора тока до прибора или реле, Ом;
l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки измерительных приборов или релейной аппаратуры, м;
S – сечение провода или жилы кабеля, мм2;
γ –удельная проводимость, м/Ом.мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

2. Определение нагрузки на трансформаторы тока для измерительных приборов

Величина расчетной нагрузки Zн зависит также от схемы соединения ТТ.

При расчете определяется нагрузка для наиболее загруженной фазы ТТ.

При соединении трансформаторов тока в звезду.

При соединении трансформаторов тока в неполную звезду.

где:

— сопротивление нагрузки, включенной в линейном проводе трансформатора тока.

При использовании только одного ТТ.

Поэтому расчет нагрузки на ТТ сводится к определению сопротивления соединительных проводов rпр.

3. Определение напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока

Это условие считается выполненным, если при любом виде к.з.

где:

I1- наибольший возможный первичный ток при к.з.;
nт – номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока;
Zн – фактическое сопротивление вторичной нагрузки трансформатора тока с учетом сопротивления принятого провода (жилы кабеля)

4. Определение нагрузки на трансформаторы тока для релейной защиты

По ПУЭ эта погрешность, как правило, не должна быть более 10%.

5. Определение расчетной кратности (Красч.) для выбора допустимой нагрузки (Zдоп.) на трансформаторы тока по кривым предельных кратностей

Величины Iмакс. Выбираются различно для разных типов защиты зависимости от принципа их работы.

5.1 Токовые защиты с независимой характеристикой

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где:

1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность ТТ при срабатывании защиты;
Iс.з. – первичный ток срабатывания защиты;
I1н – первичный номинальный ток ТТ.

5.2 Токовые отсечки

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где: n=1,2-1,3

5.3 Максимальные токовые защиты с зависимой характеристикой

Расчетная кратность:

Iк.з.макс.- максимальный ток короткого замыкания, при котором производится согласование смежных защит;
n=1,2-1,3

5.4 Направленные токовые и дистанционные защиты

Расчетная кратность:

5.5 Дифференциальные токовые защиты

Расчетная кратность:

5.6 Дифференциально-фазные высокочастотные защиты

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n — принимается 1,6-1,8.

5.7 Продольные дифференциальные токовые защиты линий

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n – принимается 1,8-2,0.

6.Определение расчетной нагрузки Zн

7.Определение сопротивления соединительных проводов

По найденному значению rпр определяется допустимое сечение соединительных проводов.

3. Применить другой трансформатор тока, допускающий большую вторичную нагрузку.

4. Установить дополнительный комплект трансформаторов тока и перевести на него часть вторичной нагрузки.

8.Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры

Реле тока серии РТ-40

№ п/п	Тип реле	Пределы уставок, А	Сопротивление обмотки реле, Ом	Примечание
1	РТ40/0,2	0,05-0,1 0,1-0,2	80	—
2	РТ40/0,6	0,15-0,3 0,3-0,6	8,9 2,2	—
3	РТ40/2	0,5-1 1-2	0,8 0,2	—
4	РТ40/6	1,5-3 3-6	0,22 0,055	—
5	РТ40/10	2,5-5 5-10	0,08 0,02	—
6	РТ40/20	5-10 10-20	0,02 0,005	—
7	РТ40/50	12,5-25 25-50	0,0051 0,00128	—
8	РТ40/100	25-50 50-100	0,00288 0,00072	—
9	РТ40/200	50-100 100-200	0,0032 0,0008	—
10	РТ40/Ф	1,75-3,5 2,9-5,8 4,4-8,8 8,8-17,6	0,090 0,036 0,020 0,008	—

Реле тока серии РТ-40/1Д

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	0,15	40	20	21
2	0,4	25	13	13
3	1	14	7	7
4	2	9	5	5
5	4	6	2,5	2,8
6	5	5	2	2

Реле тока серии РТ 40/Р-1

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	0,15	40	20	21
2	0,4	25	13	13
3	1	14	7	7
4	2	9	5	5
5	4	6	2,5	2,8
6	5	5	2	2

Реле тока серии РТ 40/Р-5

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	1	1,6	0,9	0,92
2	3	0,8	0,35	0,36
3	5	0,5	0,25	0,26
4	7	0,4	0,17	0,18
5	15	0,25	0,08	0,1
6	25	0,15	0,06	0,08

Реле тока серии РТ 80

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
№ п/п	Тип реле	Iном, А	Z, Ом	Примечание
1	РТ81/1	4	0,62	—
2	РТ81/1У	5	0,4	—
3	РТ82/1	6	0,28	—
4	РТ82/1У	7	0,204	—
5	РТ83/1	8	0,156	—
6	РТ83/1У	8	0,156	—
7	РТ84/1	9	0,123	—
8	РТ84/1У	9	0,123	—
9	РТ85/1	10	0,1	—
10	РТ85/1У
11	РТ86/1
12	РТ86/1У
13	РТ81/2	2	2,5	—
14	РТ81/2У	2	2,5	—
15	РТ82/2	2,5	1,6	—
16	РТ82/2У	2,5	1,6	—
17	РТ83/2	3	1,11	—
18	РТ83/2У	3,5	0,82	—
19	РТ84/2	4	0,625	—
20	РТ84/2У	4	0,625	—
21	РТ85/2	4,5	0,495	—
22	РТ86/2	5	0,4	—

Реле тока серии РТ 90

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
№ п/п	Тип реле	Iном, А	Z, Ом	Примечание
1	РТ91/1	4	1,56	—
2	РТ91/1	5	1	—
3	РТ91/1У	6	0,695	—
4	РТ91/1У	7	0,51	—
5	РТ95/1	8	0,39	—
6	РТ95/1У	9	0,308	—
7	РТ95/1У	10	0,25	—
8	РТ91/2	2	6,25	—
9	РТ91/2	2,5	4	—
10	РТ91/2У	3	2,78	—
11	РТ91/2У	3,5	2,03	—
12	РТ95/2	4	1,56	—
13	РТ91/2У	4,5	1,24	—
14	РТ91/2У	5	1	—

Фильтр-реле тока обратной последовательности серии РТФ

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
№ п/п	Тип реле	Iном, А	Z, Ом	Примечание
1	РТФ 1М	5	0,22	На фазу
2	РТФ 1М	1	5,5	На фазу
3	РТФ 7/1	5	0,8	На фазу
4	РТФ 7/1	10	0,2	На фазу
5	РТФ 7/2	5	0,6	На фазу
6	РТФ 7/2	1	15	На фазу
7	РТФ 6М	5	0,4	На фазу
8	РТФ 6М	10	0,1	На фазу

Реле токовые дифференциальные

№ п/п	Тип реле	Наименование обмоток	Сопротивление обмоток, Ом	Примечание
1	РНТ 565	Рабочая	0,1	При полностью включенных витках
		Первая уравнительная	0,1	При полностью включенных витках
		Вторая уравнительная	0,1	При полностью включенных витках
2	РНТ 566	Первая рабочая	2,5	При полностью включенных витках
		Вторая рабочая	1,5	При полностью включенных витках
		Третья рабочая	0,25	При полностью включенных витках
3	РНТ 566/2	Первая рабочая	1,5	При полностью включенных витках
3	РНТ 566/2	Вторая рабочая	0,1	При полностью включенных витках
4	РНТ 567	Первая рабочая	0,05	При полностью включенных витках
4	РНТ 567	Вторая рабочая	0,05	При полностью включенных витках
5	РНТ 567/2	Первая рабочая	0,5	При полностью включенных витках
5	РНТ 567/2	Вторая рабочая	0,5	При полностью включенных витках

raschet.info

Параметры трансформатора тока | Заметки электрика

Доброго времени суток, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

Итак, поехали.

Основные характеристики и параметры трансформаторов тока

1. Номинальное напряжение трансформатора тока

Существует стандартный ряд номинальных значений напряжения у трансформаторов тока:

Ниже смотрите примеры трансформаторов тока с номинальным напряжением 660 (В) и 10 (кВ). Разница на лицо.

2. Номинальный ток первичной цепи трансформатора тока

Обозначается этот параметр индексом — I1н

Существует стандартный ряд номинальных значений первичных токов у выпускаемых трансформаторов тока:

Ниже на фото показан трансформатор тока с номинальным первичным током равным 300 (А).

3. Номинальный ток вторичной цепи трансформатора тока

Обозначается этот параметр индексом — I2н

4. Вторичная нагрузка трансформатора тока

Обозначается индексом — Z2н

Вот так сложно написал, но просто вчитайтесь в текст внимательнее и все поймете.

Обозначается индексом — S2н.ном

Чтобы выразить эти значения в омах, то воспользуйтесь следующей формулой:

5. Коэффициент трансформации трансформатора тока

При расчетах коэффициент трансформации разделяют на:

действительный (N)
номинальный (Nн)

В принципе их названия говорят сами за себя.

Вот примеры коэффициентов трансформации трансформаторов тока:

150/5 (N=30)
600/5 (N=120)
1000/5 (N=200)
100/1 (N=100)

6. Электродинамическая стойкость

Ток электродинамической стойкости обозначается индексом — Iд.

7. Термическая стойкость

Что такое ток термической стойкости?

Ток термической стойкости обозначается индексом — ItТ.

Все данные о токе термической стойкости Вы можете найти в паспорте на трансформатор тока.

P.S. На этом я завершаю свою статью про основные характеристики и параметры трансформаторов тока. В следующих статьях я расскажу Вам про обозначение выводных концов, принцип работы трансформатора тока, режимы работы, класс точности и другие интересные темы.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru

Пример выбора трансформатора тока 10 кВ

Теория теорией, а практика совсем другое. В этой статье я поделюсь своим опытом выбора трансформатора тока 10 кВ. Думаю, многие из вас узнают для себя что-то новенькое, т.к. в каталогах данной информации я не встречал, и приходилось общаться с производителями трансформаторов тока.

По трансформаторам тока у меня имеется несколько статьей:

Эта статья далась мне очень тяжело. Я ее несколько раз переписывал, находил ошибки перед самой публикацией, даже были мысли не публиковать на блоге. Но, все-таки решил написать про особенности ТТ с разными коэффициентами трансформации, поскольку найти что-нибудь по этой теме очень трудно.

В одном из последних проектов мне нужно было запроектировать трансформаторную подстанцию на 160 кВА и подвести к ней питающую линию 10 кВ. В ячейке КРУ на РП 10 кВ нужно было выбрать трансформаторы тока.

Изначально я думал, что коммерческий учет будет все-таки на стороне 0,4 кВ, но в энергосбыте сказали, что граница разграничения ответственности будет по линии 10 кВ. В связи с этим, трансформаторы тока следует выбирать как для коммерческого учета.

Основная сложность заключается в том, что при такой мощности силового трансформатора ток в линии очень маленький, всего около 10 А.

Если следовать требованиям ПУЭ, то для учета нужно ставить ТТ с обмоткой 20/5:

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

Сперва у меня был заложен трехобмоточный ТОЛ с обмотками 400/5, т.к. на другие ячейки поставлялись ТТ с такими обмотками. Как оказалось, обмотки ТТ могут иметь разные коэффициенты трансформации. В каталогах об этом не пишут.

Я запросил информацию у нескольких производителей и торгашей по поводу возможных коэффициентов трансформации у ТТ. Большинство ответило, что соотношение обмоток защитная/измерительная должно быть 2. Т.е. если защитная обмотка 400А, то измерительная – 200А.

Затем я узнал, кто будет поставлять ТТ в мое КРУ. Им оказался ООО «Невский трансформаторный завод «Волхов». Связался с заводом, предоставил свои исходные данные и мне предложили несколько вариантов:

Один из вариантов: ТОЛ-НТЗ-11-11А-0,5SFs10/0,5Fs10/10Р10-10/10/15-75/5-300/5-300/5 31,5кА УХЛ2.

Пример условного обозначения опорного трансформатора тока

Соотношение обмоток – 300/75=4.

Данный трансформатор не совсем удовлетворяет моим требованиям. Тем не менее, мне его согласовали.

Иногда надо уметь признавать свои ошибки. В программу по расчету ТТ высокого напряжения я ввел неправильные исходные данные: вместо кратности токов термической и электродинамеческой стойкости я записал токи. В итоге мой расчет завысил характеристики ТТ.

Сейчас в программу расчета ТТ высокого напряжения внесены изменения.

Здесь еще следует понимать, что у всех обмоток трансформатора тока будет одинаковая термическая и электродинамическая стойкость и чем меньше номинальный ток обмотки, тем меньше данные показатели.

Из руководства по эксплуатации трансформатора тока ТОЛ НТЗ:

Номинальный первичный ток, А	Односекундный ток термической стойкости, кА	Ток электродинамической стойкости, кА
5	0,5…1	1,25…2,5
10	1…2	2,5…5
15	1,6…3,2	4…8
20	2…8	5…20
30	3…12	7,5…30
40	4…16	10…40
50	5…20	12,5…50
75,80	8…31,5	18,8…78,8
100	10…40	25…100
150	16…40	37,5…100
200	20…40	50…100
300	31,5…40	78,8…100
400-1500	40	100

Выбранный ТТ я проверял на термическую и электродинамическую стойкость при помощи своей программы, однако, достаточно было бы взять ТТ и с более низкими значениями термической и электродинамической стойкости:

Расчет ТТ 75/5

Теоретически с такими характеристиками может быть выполнена обмотка 20/5. Буду очень признателен, если вдруг увидите ошибки в данном расчете.

Кстати, в ПУЭ имеется еще очень интересная особенность: измерительную обмотку ТТ по режиму КЗ можно не проверять?

1.4.3. По режиму КЗ при напряжении выше 1 кВ не проверяются:
…
5 Трансформаторы тока в цепях до 20 кВ, питающих трансформаторы или реактированные линии, в случаях, когда выбор трансформаторов тока по условиям КЗ требует такого завышения коэффициентов трансформации, при котором не может быть обеспечен необходимый класс точности присоединенных измерительных приборов (например, расчетных счетчиков), при этом на стороне вьющего напряжения в цепях силовых трансформаторов рекомендуется избегать применения трансформаторов тока, не стойких к току КЗ, а приборы учета рекомендуется присоединять к трансформаторам тока на стороне низшего напряжения.

Что будет с измерительной обмоткой, если в цепи возникнет ток КЗ, а она не проходит проверку по режиму КЗ? По всей видимости трансформатор тока не успеет «сгореть». Наверное это актуально только для однообмоточных трансформаторов, т.к. у многообмоточных трансформаторов характеристики всех обмоток одинаковые.

В моей старой программе по проверке ТТ высокого напряжения был заложен трехсекундный ток термической стойкости, но в каталогах в основном пишут односекундный ток термической стойкости.

Чтобы перевести односекундный ток в трехсекундный нужно воспользоваться формулой:

I3с=I1с/1,732

Если вам нужен трансформатор тока с разными коэффициентами трансформации, то советую всегда консультироваться с производителями ТТ, т.к. только они знают, какие возможны варианты изготовления.

Кстати, при помощи этой программы очень быстро можно проверить различные варианты трансформаторов тока.

В ближайшее время будет рассылка обновленной версии программы и запишу видео с подробным описанием всех переменных. Жду ваших комментариев, возможно найдете ошибки.

А что вы знаете про ТТ с разными кф трансформации, какое их назначение?

Советую почитать:

220blog.ru

Расчет силового трансформатора: по мощности, нагрузке, формулы

Расчетный срок службы трансформатора обеспечивается при соблюдений условий:

При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда не выполняются (что и определяет ценологическаятеория).

Определение номинальной мощности трансформатора

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (автотрансформатора) необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузки данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки.

График позволяет судить, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы (обычно 20…25 лет), определяемому заводом изготовителем.

Для относительного срока службы изоляции и (или) для относительного износа изоляции пользуются выражением, определяющим экспоненциальные зависимости от температуры. Относительный износ L показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температуре. Износ изоляции за время оценивают по числу отжитых часов или суток: Н=Li.

В общем случае, когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции определяется интегралом:

В частности, среднесуточный износ изоляции:

Влияние температуры изоляции определяет, сколько часов с данной температурой может работать изоляция при условии, что ееизнос будет равен нормированному износу за сутки:

При температуре меньше 80°С износ изоляции ничтожен и им можно пренебречь. Температура охлаждающей среды, как правило, не равна номинальной температуре и, кроме того, изменяется во времени. В связи с этим для упрощения расчетов используют эквивалентную температуру охлаждающей среды, под которой понимают такую неизменную за расчетный период температуру, при которой износ изоляции трансформатора будет таким же, как и при изменяющейся температуре охлаждающей среды в тот же период.

Допускается принимать эквивалентную температуру за несколько месяцев или год равной среднемесячным температурам или определять эквивалентные температуры по специальным графикам зависимости эквивалентных месячных температур от среднемесячных и среднегодовых, эквивалентных летних (апрель—август), осенне-зимних (сентябрь—март) и годовых температур от среднегодовых.

Если при выборе номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции исходить из условия

(где Рмах — максимальная активная нагрузка пятого года эксплуатации; Рр — проектная расчетная мощность подстанции), то при графике с кратковременным пиком нагрузки (0,5… 1,0 ч) трансформатор будет длительное время работать с недогрузкой. При этом неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, следовательно, завышение установленной мощности подстанции.

В ряде случаев выгоднее выбирать номинальную мощность трансформатора близкой к максимальной нагрузке достаточной продолжительности с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Режимы работы трансформатора

Наиболее экономичной работа трансформатора по ежегодным издержкам и потерям будет в случае, когда в часы максимума он работает с перегрузкой (эксплуатация же стремится работать в режимах, когда в часы максимума загрузки данного трансформатора он не превышает свою номинальную мощность). В реальных условиях значение допустимой нагрузки выбирается в соответствии с графиком нагрузки и коэффициентом начальной нагрузки и зависит также от температуры окружающей среды, при которой работает трансформатор.

Коэффициент нагрузки, или коэффициент заполнения суточного графика нагрузки, практически всегда меньше единицы:

В зависимости от характера суточного графика нагрузки (коэффициента начальной загрузки и длительности максимума), эквивалентной температуры окружающей среды, постоянной времени трансформатора и вида его охлаждения согласно ГОСТ допускаются систематические перегрузки трансформаторов.

Перегрузки силовых трансформаторов

Перегрузки определяются преобразованием заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении (рис. 3.5). Допустимая нагрузка трансформатора зависит от начальной нагрузки, максимума нагрузки и его продолжительности и характеризуется коэффициентом превышения нагрузки:

Допустимые систематические перегрузки трансформаторов определяются из графиков нагрузочной способности трансформаторов, задаваемых таблично или графически. Коэффициент перегрузки передается в зависимости от среднегодовой температуры воздуха /сп вида охлаждения и мощности трансформаторов, коэффициента начальной нагрузки кн н и продолжительности двухчасового эквивалентного максимума нагрузки tmах.

Для других значений tmax допустимый можно определить по кривым нагрузочной способности трансформатора.

Если максимум графика нагрузки в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимнее время допускается длительная 1%я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %. Суммарная систематическая перегрузка трансформатора не должна превышать 150 %. При отсутствии систематических перегрузок допускается длительная нагрузка трансформаторов током на 5 % выше номинального при условии, что напряжение каждой из обмоток не будет превышать номинальное.

На трансформаторах допускается повышение напряжения сверх номинального: длительно — на 5 % при нагрузке не выше номинальной и на 10% при нагрузке не выше 0,25 номинальной; кратковременно (до 6 ч в сутки) — на 10 % при нагрузке не выше номинальной.

Дополнительные перегрузки одной ветви за счет длительной недогрузки другой допускаются в соответствии с указаниями заводом — изготовителя. Так, трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой 110 кВ мощностью 20, 40 и 63 М ВА допускают следующие относительные нагрузки: при нагрузке одной ветви обмотки 1,2; 1,07; 1,05 и 1,03 нагрузки другой ветви должны составлять соответственно 0; 0,7; 0,8 и 0,9.

Расчет номинальной мощности трансформатора

Номинальная мощность, MB • А, трансформатора на подстанции с числом трансформаторов п > 1 в общем виде определяется из выражения

Для сетевых подстанций, где примерно до 25 % потребителей из числа малоответственных в аварийном режиме может быть отключено, обычно принимается равным 0,75…0,85. При отсутствии потребителей III категории К 1-2 = 1 Для производств (потребителей) 1й и особой группы известны проектные решения, ориентирующиеся на 50%ю загрузку трансформаторов.

Рекомендуется широкое применение складского и передвижного резерва трансформаторов, причем при аварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов на 40 % на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 сут.

При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформаторов кн в условиях его перегрузки должен быть не более 0,75, а коэффициент начальной нагрузки кпн — не более 0,93.

Так как К1-2 < 1, а Кпер > 1 их отношение К = К 1-2 / К пер. всегда меньше единицы и характеризует собой ту резервную мощность, которая заложена в трансформаторе при выборе его номинальной мощности. Чем это отношение меньше, тем меньше будет закладываемый в трансформаторы резерв установленной мощности и тем более эффективным будет использование трансформаторной мощности с учетом перегрузки.

Завышение коэффициента к приводит к завышению суммарной установленной мощности трансформаторов на подстанции.

Уменьшение коэффициента возможно лишь до такого значения, которое с учетом перегрузочной способности трансформатора и возможности отключения неответственных потребителей позволит покрыть основную нагрузку одним оставшимся в работе трансформатором при аварийном выходе из строя второго трансформатора.

Таким образом, для двухтрансформаторной подстанции

В настоящее время существует практика выбора номинальной мощности трансформатора для двух трансформаторной подстанции с учетом значения к = 0,7, т.е.

Формально выражение (3.14) выглядит ошибочно: действительно, единица измерения активной мощности — Вт; полной (кажущейся) мощности — ВА. Есть различия и в физической интерпретации S и Р. Но следует подразумевать, что осуществляется компенсация реактивной мощности на шинах подстанции 5УР, ЗУР и что коэффициент мощности cos ф находится в диапазоне 0,92… 0,95.

Тогда ошибка, связанная с упрощением выражения (3.13) до (3.14), не превышает инженерную ошибку 10%, которая включает в себя и приблизительность значения 0,7, и ошибку в определении фиксированного Рмах

Таким образом, суммарная установленная мощность двухтрансформаторной подстанции

При этом значении к в аварийном режиме обеспечивается сохранение около 98 % Рмах без отключения неответственных потребителей. Однако, учитывая принципиально высокую надежность трансформаторов, можно считать вполне допустимым отключение в редких аварийных режимах какойто части неответственных потребителей.

При двух и более установленных на подстанции трансформаторах при аварии с одним из параллельно работающих трансформаторов оставшиеся в работе трансформаторы принимают на себя его нагрузку. Эти аварийные перегрузки не зависят от предшествовавшего режима работы трансформатора, являются кратковременными и используются для обеспечения прохождения максимума нагрузки.

Далее приведены значения кратковременных перегрузок масляных трансформаторов с системами охлаждения М, Д, ДЦ, Ц сверх номинального тока (независимо от длительности предшествующей нагрузки, температуры окружающей среды и места установки).

Аварийные перегрузки масляных трансформаторов со всеми видами охлаждения:

Для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов указанные перегрузки относятся к наиболее нагруженной обмотке.

pue8.ru

Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ

1 Номинальное напряжение трансформатора тока.

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

2 Класс точности.

3 Номинальный ток вторичной обмотки.

Обычно 5А.

4 Номинальный ток первичной обмотки.

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

А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться данными таблицы:

Выбор трансформаторов тока по нагрузке

Обращаю ваше внимание, там есть опечатки

Советую почитать:

Калькулятор первичного и вторичного тока трансформатора
и кВА согласно I
Калькулятор тока трансформатора:
Просто введите количество фаз, мощность трансформатора в ВА / кВА / МВА, напряжение первичной обмотки или первичный ток, затем нажмите кнопку расчета, чтобы получить вторичный и первичный ток.
Также вы можете найти тип трансформатора: понижающий или понижающий.
Кнопка сброса используется для сброса значения по умолчанию 20 кВА. Вы можете изменить значение по умолчанию на текущее, которое нужно рассчитать.
Результаты
Первичный ток полной нагрузки:
Вторичный ток полной нагрузки:
Передаточное число:
Тип трансформатора: однофазный повышающий трансформатор
Трансформатор — это статическое устройство, которое помогает преобразовывать энергию без изменения ее характера и частоты. Он работает по принципу фарадеевской электромагнитной индукции. Ток протекает через первичную обмотку, а вторичная обмотка сокращает поток, создаваемый первичной обмоткой, поэтому во вторичной обмотке будет индуцироваться ЭДС.
Допустим,
I _{(первичный)} = первичный ток в амперах
I _{(вторичный)} = вторичный ток в амперах
В _{(первичный)} = первичное напряжение в вольтах
В _{(вторичный)} = вторичное напряжение в вольтах
Расчет тока трансформатора:
Коэффициент трансформации трансформатора,
В _{(первичный)} * I _{(первичный)} = В _{(вторичный)} * I _{(вторичный)}
Первичное напряжение равно произведению вторичного напряжения и первичного тока, разделенных на вторичный ток.
В _{(первичный)} = В _{(вторичный)} * I _{(первичный)} / I _{(вторичный)}
Вторичное напряжение равно произведению первичного напряжения и первичного тока, разделенных на вторичный ток.
В _{(вторичный)} = В _{(первичный)} * I _{(первичный)} / I _{(вторичный)}
Первичный ток равен произведению вторичного напряжения и вторичного тока, разделенных на первичный ток.
I _{(первичный)} = V _{(вторичный)} * I _{(вторичный)} / V _{(первичный)}
Вторичный ток равен произведению первичного напряжения и первичного тока, разделенных на вторичное напряжение.
I _{(вторичный)} = V _{(первичный)} * I _{(первичный)} / V _{(вторичный)}
Трансформатор кВА к токовым расчетам:
кВА = В _{(первичный)} * I _{(первичный)}
Отсюда
I _{(первичный)} = кВА / В _{(первичный)}
Следовательно, первичный ток трансформатора равен кВА, деленному на первичное напряжение трансформатора
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ МОЩНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА?

т.р. EN
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ МОЩНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА?
Как определить мощность трансформаторов тока?
Элементы схемы, которые уменьшают ток, протекающий по линиям электропередачи и электрические цепи, до уровня, который измерительные приборы, счетчики, реле и другие устройства, работающие с аналогичной техникой, могут измерять без повреждений и изолировать эти устройства от высоких токов, называются трансформаторами тока.
Один из вопросов, который следует учитывать при выборе трансформатора тока, заключается в том, может ли вторичная мощность трансформатора тока соответствовать мощности приемника и запрошенным мощностям или нет. Расчет мощности можно практически рассчитать по приведенной ниже формуле.
Вторичная мощность = мощность приемника (измерительного прибора и т. Д.) + Потери в соединительном кабеле + потери в контакте
Мощность некоторых устройств, подключенных к трансформаторам тока:
Устройства
Мощность (ВА)
Амперметр (мягкий чугун) 0.7… 1,5
Ваттметры 0,2… 5
Cosⱷ метров 2… 6
Счетчики (активные и реактивные) 0,4… 1
Реле контроля реактивной мощности 0,5… 1
Реле максимального тока 0,2… 6
Реле обратного тока 1… 2
Вторичные тепловые реле
7.2… 9
Дополнительные нагрузки от медных кабелей:
Потери мощности в кабеле при вторичном токе 5 А (ВА)
Кабель (Cu) 2,5 мм 2 4 мм 2 6 мм2 10 мм2
1 мес. 0,36 0,22 0,15 0,09
2 мес. 0,71 0,45 0,30 0,18
3 мес. 1,07 0,67 0,45 0,27
4 мес. 1,43 0,89 0,60 0,36
5 мес. 1,78 1,12 0,74 0,44
6 мес. 2,14 1,34 0,89 0,54
7 мес. 2,50 1,56 1,04 0,63
8 мес. 2,86 1,79 1,19 0,71
9 мес. 3,21 2,01 1,34 0,80
10 мес. 3,57 2,24 1,49 0,89
Расчет потерь мощности в кабеле:
P = (Isn 2 x 2L) / (S X 56) VA
L: Длина кабеля на вторичной стороне (м)
Isn: Номинальный вторичный ток (A)
S: сечение медного кабеля (мм2)
P: Потери мощности (ВА)
Контактные потери:
Контактные потери можно считать приблизительно равными 0.5 ВА в зависимости от количества соединений, которые необходимо выполнить между клеммами вторичной обмотки трансформатора тока и приемником / ами. Это потери, которые представляют собой потери в меди, которые могут возникнуть во вторичных клеммах и клеммах приемника.
Например; Нагрузка на активно-реактивный счетчик и трансформатор тока для кабеля 4 м / 2,5 мм2 рассчитывается как 1 ВА + 1 ВА + 1,43 ВА + 0,5 ВА = 3,93 ВА. Здесь может быть достаточно трансформатора тока с вторичной мощностью 5 ВА.
При выборе трансформаторов тока следует учитывать расчет мощности.Здесь важно то, что запрошенная мощность не должна быть больше полной вторичной мощности трансформатора тока или меньше четверти нагрузки. В противном случае трансформатор тока не сможет обеспечить мощность, требуемую приемником, он не сможет полностью удовлетворить потребность с помощью неправильных измерений и ошибочных сигналов защиты.
Трансформаторы тока
Federal представлены пользователям с опциями шинного и оконного типа (без шин) в диапазоне номинальных токов от 30 до 4000 А. Он предоставляет классы ошибок 0.2, 0,2 с, 0,5, 0,5 с в диапазоне номинальной мощности от 2,5 ВА до 40 ВА при разных токах в зависимости от требований пользователя. По желанию пользователя специальная продукция может изготавливаться с 1, 3 и 5 классами ошибок. Вторичный ток в федеральных трансформаторах тока составляет 5 А в стандартной комплектации, а вторичный ток вырабатывается равным 1 А по запросу пользователя. Коэффициент безопасности (коэффициент насыщения) в измерительных трансформаторах тока заявлен как Fs <5. Трансформаторы тока выпускаются в соответствии с размерами стержней 30х10мм… 125х58мм и диаметрами кабеля Ø31… Ø125 мм.
Ознакомьтесь с нашим каталогом продукции;
https://federal.com.tr/en/online-catalogues/current-transformers/
Основные сведения о трансформаторе тока — коэффициент передачи и полярность
Главная »Новости» Коэффициент передачи и полярность трансформатора тока
Сообщение 4 мая 2020 г., автор Weschler Instruments
Измерительный трансформатор тока (CT) используется для понижения переменного тока до уровня, который легче измерить панельным измерителем или испытательным прибором.Величина понижения определяется соотношением ТТ (например, 300: 5).
Формула для коэффициента ТТ:
Где
Ap = ток первичной обмотки
As = вторичный ток
Np = количество витков первичной обмотки
Ns = число витков вторичной обмотки
Используя эту формулу, трансформатор тока 300: 5 с одним витком первичной обмотки имеет 60 вторичных витков. Обычно они наматываются тонкой проволокой и спрятаны внутри корпуса трансформатора тока.
Коэффициент трансформатора тока на паспортной табличке предполагает, что первичный проводник один раз проходит через центральное окно.Каждый проход первичного проводника через окно считается одним первичным витком. Значительных изменений соотношения можно добиться, пропустив провод через окно более одного раза. КТ 300: 5 с двумя проходами (поворотами) становится КТ 150: 5. Три прохода дают КТ 100: 5.
Одна из причин для этого заключается в том, что ТТ с более высоким коэффициентом передачи обычно имеет лучшие характеристики, чем ТТ с низким коэффициентом. Характеристики точности и нагрузки ТТ не изменяются при использовании нескольких витков первичной обмотки. Однако окно должно быть достаточно большим, чтобы вместить дополнительные витки первичного провода большого сечения.
Меньшие изменения передаточного числа могут быть сделаны путем добавления или вычитания витков на вторичной обмотке. На трансформаторе тока с одним витком первичной обмотки и вторичной обмоткой на 5 ампер каждый вторичный виток изменяет соотношение на 5 ампер. Добавка за один оборот ТТ 100: 5 превращается в ТТ 105: 5. Вычитание за один ход превращается в КТ 95: 5. Дополнительный виток наматывают, пропуская провод X1 через окно от h3 к направлению h2 (со стороны, противоположной отметке полярности). Вычитающий виток проходит в противоположном направлении (со стороны знака полярности).
Регулировка как первичной, так и вторичной обмоток обеспечивает дополнительные коэффициенты для конкретного трансформатора тока. Несколько примеров для трансформатора 100: 5:
Соблюдение полярности трансформатора тока важно при добавлении или вычитании вторичных витков. ТТ производятся для выработки вторичного тока, который находится в фазе с первичным током, если они установлены с правильной ориентацией. Относительные полярности первичных и вторичных выводов ТТ обозначаются либо окрашенными метками полярности, либо символами «h2» и «h3» для первичных выводов и «X1» и «X2» для вторичных выводов.По соглашению, когда первичный ток поступает на вывод h2, вторичный ток покидает вывод X1.
Правильная полярность ТТ также требуется при использовании нескольких трансформаторов тока для выполнения трехфазных измерений. По соглашению сторона h2 (или точка полярности) каждого ТТ ориентирована к источнику, а сторона h3 — к нагрузке. Неправильная ориентация первичной или вторичной обмотки на одном или нескольких ТТ может дать неверные показания тока и / или мощности.
Предупреждение: трансформаторы тока понижают ток, но повышают напряжение.Открытый вторичный контур на трансформаторе тока 1 А или 5 А может создавать опасное высокое напряжение.
Для получения дополнительной информации о трансформаторе тока посетите наш блог «Как выбрать размер трансформатора тока».

Справочник по номинальным характеристикам трансформатора, кВА
Перейти к:
Во многих отраслях промышленности, включая здравоохранение, производство, заключение контрактов на электроэнергию, высшее образование и исправительные учреждения, надежные высококачественные трансформаторы необходимы для обеспечения эффективной работы. Крупные предприятия и промышленные процессы требуют значительного количества энергии, и им нужны надежные трансформаторы для преобразования энергии, поступающей от электростанции, в форму, которую они могут использовать для своего оборудования и инженерных сетей.
Как трансформаторы помогают коммерческим и промышленным предприятиям достичь этих целей?
Трансформаторы преобразуют энергию источника в мощность, необходимую для нагрузки. Чтобы использовать свои трансформаторы эффективно, предприятиям необходимо знать, какую мощность могут дать им их трансформаторы. Эту информацию предоставляет рейтинг трансформатора.
Трансформатор обычно состоит из двух обмоток, первичной и вторичной обмоток. Входная мощность проходит через первичную обмотку.Затем вторичная обмотка преобразует мощность и отправляет ее на нагрузку через свои входные провода. Номинал трансформатора или его размер — это уровень его мощности в киловольт-амперах.
Когда часть электрооборудования выходит из строя, часто виноват трансформатор. В этом случае вам, вероятно, потребуется заменить трансформатор, а когда вы это сделаете, вам нужно будет выбрать трансформатор с правильной кВА для ваших нужд. В противном случае вы рискуете поджарить свое ценное снаряжение.
Как выбрать размер трансформатора? К счастью, подобрать трансформатор относительно просто.Он включает в себя использование простой формулы для расчета требований кВА на основе тока и напряжения вашей электрической нагрузки. В приведенном ниже руководстве по номинальной мощности трансформатора кВА мы более подробно объясним, как рассчитать требуемую номинальную мощность в кВА.
Для получения дополнительной информации позвоните в ELSCO
Как определить мощность в кВА
Когда вы рассчитываете мощность в кВА, полезно иметь терминологию и сокращения прямо перед тем, как вы начнете. Иногда можно встретить трансформаторы, особенно меньшего размера, измеряемые в ВА.ВА расшифровывается как вольт-амперы. Например, трансформатор с номинальной мощностью 100 ВА может выдерживать напряжение 100 В при токе в один ампер (ампер).
Единица измерения кВА представляет собой киловольт-ампер или 1000 вольт-ампер. Трансформатор с номинальной мощностью 1,0 кВА аналогичен трансформатору с номинальной мощностью 1000 ВА и может выдерживать напряжение 100 В при токе 10 ампер.
Расчет мощности в кВА
Чтобы определить мощность в кВА, вам необходимо выполнить ряд расчетов на основе вашей электрической схемы.
Электрическая нагрузка, которая подключается к вторичной обмотке, требует определенного входного напряжения или напряжения нагрузки. Назовем это напряжение V. Вам нужно знать, что это за напряжение — вы можете найти его, посмотрев на электрическую схему. Можно сказать, что в примере напряжение нагрузки V должно составлять 150 вольт.
Затем вам нужно будет определить конкретный ток, необходимый для вашей электрической нагрузки. Вы также можете посмотреть на электрическую схему, чтобы определить это число. Если вы не можете определить требуемый ток, его можно рассчитать, разделив входное напряжение на входное сопротивление.Допустим, требуемый ток фазы нагрузки, который мы назовем l, составляет 50 ампер.
После того, как вы нашли или рассчитали эти две цифры, вы можете использовать их для определения требований к мощности нагрузки в киловаттах. Для этого вам нужно умножить требуемое входное напряжение (В) на требуемую токовую нагрузку в амперах (л), а затем разделить это число на 1000:
.
В приведенном выше примере вы должны умножить 150 на 50, чтобы получить 7 500, а затем разделить это число на 1000, чтобы получить 7,5 киловатт.
Последний шаг — преобразовать цифру в киловаттах в киловольт-амперы. Когда вы это сделаете, вам нужно будет разделить на 0,8, что представляет собой типичный коэффициент мощности нагрузки. В приведенном выше примере вы разделите 7,5 на 0,8, чтобы получить 9,375 кВА.
Однако, выбирая трансформатор, вы не найдете трансформатора мощностью 9,375 кВА. Большинство номинальных значений кВА являются целыми числами, а многие, особенно в более высоких диапазонах, кратны пяти или 10–15 кВА, 150 кВА, 1000 кВА и так далее. В большинстве случаев вам нужно выбрать трансформатор с номинальной мощностью, немного превышающей рассчитанную вами — в данном случае, вероятно, 10 или 15 кВА.
Вы также можете работать в обратном направлении и использовать известную мощность трансформатора в кВА для расчета силы тока, которую вы можете использовать. Если ваш трансформатор рассчитан на 1,5 кВА, и вы хотите, чтобы он работал при 25 вольт, умножьте 1,5 на 1000, чтобы получить 1500, а затем разделите 1500 на 25, чтобы получить 60. Ваш трансформатор позволит вам работать с током до 60 ампер. Текущий.
Если идея выполнения расчетов, когда вам нужно вычислить кВА, кажется устрашающей или непривлекательной, вы всегда можете обратиться к диаграммам. Многие производители предоставляют диаграммы, чтобы упростить определение правильной мощности в кВА.Если вы используете диаграмму, вы найдете напряжение и силу тока вашей системы в строках и столбцах, а затем найдете в списке кВА, где пересекаются выбранные вами строка и столбец.
Запрос цены на трансформатор
Начальный фактор и особенности специализации
В приведенном выше примере мы разделили на 0,8, чтобы немного увеличить кВА трансформатора. Почему мы это сделали?
Для запуска устройства обычно требуется больше тока, чем для запуска. Чтобы учесть это дополнительное текущее требование, часто бывает полезно включить начальный фактор в свои расчеты.Хорошее практическое правило — умножить напряжение на силу тока, а затем умножить на дополнительный пусковой коэффициент 125%. Деление на 0,8, конечно, то же самое, что умножение на 1,25.
Однако, если вы часто запускаете трансформатор — скажем, чаще, чем один раз в час — вам может потребоваться кВА даже больше, чем рассчитанный вами размер. А если вы работаете со специализированными нагрузками, например, с двигателями или медицинским оборудованием, ваши требования кВА могут существенно отличаться. Для специализированных приложений вам, вероятно, захочется проконсультироваться с профессиональной компанией по производству трансформаторов, чтобы узнать, какая кВА вам нужна.
Уравнение для трехфазных трансформаторов, которое мы обсудим более подробно ниже, также немного отличается. Когда вы выполняете расчеты с трехфазными трансформаторами, вам нужно включить константу, чтобы убедиться, что ваша работа работает правильно.
Стандартные размеры трансформатора
Легко говорить о расчетах размеров трансформатора абстрактно и придумать массив чисел. Но каковы стандартные размеры трансформаторов, которые вы могли бы купить?
Наиболее распространенными размерами трансформаторов, особенно для коммерческих зданий, являются:
3 кВА
6 кВА
9 кВА
15 кВА
30 кВА
37.5 кВА
45 кВА
75 кВА
112,5 кВА
150 кВА
225 кВА
300 кВА
500 кВА
750 кВА
1000 кВА
Как определить напряжение нагрузки
Прежде чем вы сможете рассчитать необходимую кВА для вашего трансформатора, вам нужно вычислить напряжение нагрузки, которое является напряжением, необходимым для работы электрической нагрузки. Чтобы определить напряжение нагрузки, вы можете взглянуть на свою электрическую схему.
В качестве альтернативы, у вас может быть кВА вашего трансформатора и вы хотите рассчитать необходимое напряжение. В этом случае вы можете скорректировать уравнение, которое мы использовали выше. Поскольку вы знаете, что кВА = V * 1/1000, мы можем решить для V, чтобы получить V = kVA * 1000 / л.
Итак, вы умножите свою номинальную мощность в кВА на 1000, а затем разделите на силу тока. Если ваш трансформатор имеет номинальную мощность 75 кВА, а ваша сила тока 312,5, вы подставите эти числа в уравнение — 75 * 1000 / 312,5 = 240 вольт.
Как определить вторичное напряжение
Первичная и вторичная цепи наматываются вокруг магнитной части трансформатора.Пара различных факторов определяет вторичное напряжение — количество витков в катушках, а также напряжение и ток первичной цепи.
Вы можете рассчитать напряжение вторичной цепи, используя соотношение падений напряжения в первичной и вторичной цепях, а также количество витков цепи вокруг магнитной части трансформатора. Мы будем использовать уравнение t ₁ / t ₂ = V ₁ / V ₂, где t ₁ — количество витков в катушке первичной цепи, t ₂ — количество витков витков в катушке вторичной цепи, V ₁ — падение напряжения в катушке первичной цепи, а V ₂ — падение напряжения в катушке вторичной цепи.
Допустим, у вас есть трансформатор с 300 витками первичной обмотки и 150 витками вторичной обмотки. Вы также знаете, что падение напряжения на первой катушке составляет 10 вольт. Подставляя эти числа в приведенное выше уравнение, получаем 300/150 = 10 / t ₂, так что вы знаете, что t ₂, падение напряжения на вторичной катушке, составляет 5 вольт.
Как определить первичное напряжение
Помните, что у каждого трансформатора есть первичная и вторичная стороны. Во многих случаях вам нужно рассчитать первичное напряжение, то есть напряжение, которое трансформатор получает от источника питания.
Вы можете определить это первичное напряжение, используя соотношение тока и напряжения на первичной и вторичной обмотках трансформатора. Возможно, вы знаете, что ваш трансформатор имеет ток 4 ампера и падение напряжения на вторичной обмотке 10 вольт. Вы также знаете, что ваш трансформатор пропускает через первичную обмотку ток 6 ампер. Каким должно быть падение напряжения на первичной обмотке?
Пусть i ₁ и i ₂ равны токам через две катушки. Вы можете использовать формулу i ₁ / i ₂ = V ₂ / V ₁.В этом случае i ₁ равно 6, i ₂ равно 4, а V ₂ равно 10, и если вы подставите эти числа в формулу, вы получите 6/4 = 10 / V ₁. Решение для V ₁ дает V ₁ = 10 * 4/6, поэтому падение напряжения в первичной цепи должно составлять 6,667 В.
Запрос цены на трансформатор
Однофазный номинальный ток, кВА
Однофазный трансформатор использует однофазный переменный ток. Он имеет две линии переменного тока (AC).Ниже приведены несколько распространенных типов:
залитый: Однофазный залитый трансформатор полезен для различных общих нагрузок, включая как внутренние, так и внешние нагрузки. Эти трансформаторы широко используются в промышленных и коммерческих операциях, включая многие типы осветительных приборов. При желании предприятия могут объединить эти блоки для создания трехфазных трансформаторов. Эти трансформаторы имеют относительно низкие номиналы, часто от 50 ВА до 25 кВА.
Вентилируемый: Вентилируемый однофазный трансформатор используется для нескольких однофазных нагрузок внутри и вне помещений.Эти трансформаторы широко используются в коммерческих и промышленных приложениях, включая системы освещения. Они часто имеют номиналы от 25 до 100 кВА.
Полностью закрытые невентилируемые трансформаторы : Полностью закрытые невентилируемые трансформаторы могут быть однофазными или трехфазными. Они идеально подходят для сред, содержащих большое количество грязи и мусора. Их номинальные характеристики обычно варьируются от 25 до 500 кВА.
Трехфазная мощность, кВА
Трехфазный трансформатор может иметь одну из нескольких различных форм.Обычно он имеет три линии питания, каждая из которых сдвинута по фазе с двумя другими на 120 градусов.
По сравнению с однофазными трансформаторами, трехфазные трансформаторы бывают аналогичных типов:
Инкапсулированный: Трехфазный инкапсулированный трансформатор полезен для многочисленных общих нагрузок, как наружных, так и внутренних, коммерческих и промышленных, включая системы освещения. Эти трансформаторы часто имеют номинальные характеристики от 3 до 75 кВА.
Вентилируемый: Трехфазный вентилируемый трансформатор полезен для многих типов общих внутренних и внешних нагрузок, как промышленных, так и коммерческих, включая системы освещения.Эти трансформаторы могут иметь огромные мощности, до 1000 кВА.
Полностью закрытые без вентиляции: как и однофазные блоки, эти трехфазные системы идеальны для сред, содержащих большое количество грязи и мусора. Их номинальные характеристики обычно варьируются от 25 до 500 кВА.
Расчет для трехфазного трансформатора кВА немного отличается от расчета для однофазного кВА. После того, как вы умножите свое напряжение и силу тока, вам также нужно будет умножить его на константу — 1.732, который представляет собой квадратный корень из 3, усеченный до трех десятичных знаков:
Итак, если вы работаете с трехфазным трансформатором, вместо того, чтобы умножать напряжение на силу тока и делить на 1000, чтобы получить кВА, вы умножаете напряжение на силу тока на 1,732 и все равно делите на 1000, чтобы получить кВА.
Обратитесь в ELSCO Transformers, чтобы получить помощь с трансформатором
Чтобы увидеть преимущества качественных, высокопроизводительных трансформаторов для вашего бизнеса, станьте партнером ELSCO Transformers.Мы предоставляем ряд услуг по обслуживанию трансформаторов, чтобы обеспечить бесперебойную работу вашего бизнеса, включая ремонт трансформаторов, реконструкцию, модернизацию, перемотку и аварийную замену.
Мы также предлагаем несколько различных типов новейших трансформаторов среднего напряжения, в том числе сухие трансформаторы, трансформаторы для установки на площадках, блочные подстанции и трансформаторы подстанционного типа. Мы также рады разработать трансформаторы на заказ, чтобы удовлетворить уникальные потребности и характеристики вашего предприятия. У нас есть многолетний опыт поставок трансформаторов для различных отраслей промышленности, включая подрядчиков по электротехнике, дома электроснабжения, больницы, медицинские клиники и производственные предприятия, среди многих других.
Неисправный или неисправный трансформатор может привести к дорогостоящим задержкам и снизить прибыльность вашего бизнеса. Поддерживайте эффективную работу своей работы, следя за ремонтом трансформатора или приобретая новую систему от ELSCO Transformers. Наши основные сотрудники имеют более чем двадцатилетний опыт работы в отрасли, и мы используем этот обширный опыт, знания и опыт, чтобы предоставить вам надежные устройства, которые будут надежно работать и работать в течение многих лет.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.
Запрос цены на трансформатор
Выбор трансформаторов тока — Janitza electronics
Коэффициент трансформации
Коэффициент трансформации — это отношение между номинальным током первичной обмотки и номинальным током вторичной обмотки, которое указано на паспортной табличке в виде неупрощенной дроби.
Чаще всего используются трансформаторы тока х / 5 А. Большинство измерительных приборов имеют наивысший класс точности при 5 A. По техническим и, более того, экономическим причинам, трансформаторы тока x / 1 A рекомендуются с большой длиной измерительного кабеля.Потери в линии с трансформаторами на 1 А составляют всего 4% по сравнению с трансформаторами на 5 А. Однако измерительные устройства здесь часто демонстрируют более низкую точность измерения.
Номинальный ток
Номинальный или номинальный ток (предыдущее обозначение) — это значение первичного и вторичного тока, указанное на паспортной табличке (номинальный первичный ток, вторичный номинальный ток), для которых рассчитан трансформатор тока. Стандартизированные номинальные токи (кроме классов 0.2 S и 0,5 S) 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 А, а также их десятичные кратные и дробные части. Стандартные вторичные токи составляют 1 и 5 А, предпочтительно 5 А.
Стандартизованные номинальные токи для классов 0,2 S и 0,5 S составляют 25-50-100 A и их десятичные кратные, а также вторичный (только) 5 A.
Правильный выбор первичного номинального тока важен для точности измерения. Рекомендуется коэффициент, немного превышающий измеренный / определенный максимальный ток нагрузки (In).
Пример: In = 1,154 А; выбранный коэффициент трансформации = 1,250 / 5.
Номинальный ток также может быть определен на основе следующих соображений:
В зависимости от сетевого трансформатора номинальный ток, умноженный на прибл. 1.1 (следующий типоразмер трансформатора)
Защита (номинальный ток предохранителя = первичный ток ТТ) измеряемой части системы (LVDSB, распределительные щиты)
Фактический номинальный ток, умноженный на 1,2 (если фактический ток значительно ниже номинального тока трансформатора или предохранителя, следует выбрать этот подход)
Следует избегать завышения размеров трансформатора тока, в противном случае точность измерения значительно снизится, особенно при малых токах нагрузки.
Рис .: Расчет номинальной мощности Sn (медная линия 10 м)
Номинальная мощность
Номинальная мощность трансформатора тока является произведением номинальной нагрузки на квадрат вторичного номинального тока и выражается в ВА. Стандартные значения составляют 2,5 — 5 — 10 — 15 — 30 ВА. Также допустимо выбирать значения более 30 ВА в зависимости от случая применения. Номинальная мощность описывает способность трансформатора тока «управлять» вторичным током в пределах погрешности через нагрузку.
При выборе подходящей мощности необходимо учитывать следующие параметры: Потребляемая мощность устройства (при последовательном подключении), длина линии, сечение линии. Чем больше длина линии, тем меньше ее поперечное сечение, тем выше потери в питании, т. е. номинальная мощность ТТ должна быть выбрана такой, чтобы она была достаточно высокой.
Потребляемая мощность должна быть близка к номинальной мощности трансформатора. Если потребляемая мощность очень низкая (недогрузка), то коэффициент перегрузки по току увеличится, и измерительные устройства будут недостаточно защищены в случае короткого замыкания при определенных обстоятельствах.Если потребление энергии слишком велико (перегрузка), это отрицательно влияет на точность.
Трансформаторы тока часто уже встроены в установку и могут использоваться в случае дооснащения измерительным устройством. В этом случае необходимо учитывать номинальную мощность трансформатора: достаточно ли ее для работы дополнительных измерительных устройств?
Классы точности
Трансформаторы тока подразделяются на классы в зависимости от их точности.Стандартные классы точности — 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 с; 0,2 S; 0,5 S. Знак класса соответствует кривой погрешности, относящейся к текущей и угловой погрешностям.
Классы точности трансформаторов тока связаны с измеряемой величиной. Если трансформаторы тока работают с малым током по отношению к номинальному току, то точность измерения снижается. В следующей таблице показаны значения пороговой погрешности с учетом номинальных значений тока:
Мы всегда рекомендуем трансформаторы тока с таким же классом точности для измерительных устройств UMG.Трансформаторы тока1 с более низким классом точности приводят во всей системе — трансформатор тока + измерительное устройство — к более низкой точности измерения, которая в данном случае определяется классом точности трансформатора тока. Однако использование трансформаторов тока с меньшей точностью измерения, чем измерительный прибор, технически возможно.
Измерительный трансформатор тока по сравнению с защитным трансформатором
В то время как измерительные трансформаторы тока предназначены для достижения точки насыщения как можно быстрее после того, как они превышают свой рабочий диапазон тока (выраженный коэффициентом перегрузки по току FS), чтобы избежать увеличения вторичной обмотки ток с замыканием (например,грамм. короткое замыкание) и для защиты подключенных устройств. С защитными трансформаторами насыщение должно лежать как можно дальше.
Защитные трансформаторы
используются для защиты системы вместе с необходимым распределительным устройством. Стандартные классы точности для защитных трансформаторов — 5P и 10P. «P» означает здесь «защита». Номинальный коэффициент перегрузки по току помещается после обозначения класса защиты (в%). Следовательно, 10P5, например, означает, что при пятикратном номинальном токе отрицательное отклонение вторичной стороны от ожидаемого значения будет не более 10% в соответствии с соотношение (линейное).
Для работы измерительных устройств UMG настоятельно рекомендуется использовать измерительные трансформаторы тока.
Стандартная шина трансформатора тока
Электрические датчики: трансформаторы напряжения (ТТ) и трансформаторы тока (ТТ) | Системы измерения и контроля электроэнергии
Две «переменные процесса», на которые мы больше всего полагаемся в области электрических измерений и управления, — это напряжение и ток .По этим первичным переменным мы можем определить импеданс, реактивное сопротивление, сопротивление, а также обратные величины этих величин (проводимость, проводимость и проводимость).
Другие датчики, более общие для общих измерений процесса, такие как температура, давление, уровень и расход, также используются в электроэнергетических системах, но их описания в других главах этой книги достаточно, чтобы избежать повторения в этой главе.
В электроэнергетике используются два распространенных типа электрических датчиков: трансформаторы напряжения (PT) и трансформаторы тока (CT).Это электромагнитные трансформаторы с прецизионным передаточным числом, используемые для понижения высоких напряжений и высоких токов до более разумных уровней для использования панельных приборов для приема, отображения и / или обработки.
Трансформаторы потенциала
Электроэнергетические системы обычно работают при опасно высоком напряжении. Было бы непрактично и небезопасно подключать приборы, монтируемые на панели, непосредственно к проводникам энергосистемы, если напряжение этой энергосистемы превышает несколько сотен вольт.По этой причине мы должны использовать специальный тип понижающего трансформатора, называемый трансформатором потенциала , чтобы уменьшить и изолировать высокое линейное напряжение энергосистемы до уровней, безопасных для ввода панельных приборов.
Здесь показана простая диаграмма, иллюстрирующая, как высокое фазное и линейное напряжение трехфазной системы питания переменного тока может быть измерено низковольтными вольтметрами с помощью понижающих трансформаторов напряжения:
Трансформаторы потенциала в электроэнергетике обычно называют блоками «PT».Следует отметить, что термин «трансформатор напряжения» и связанное с ним сокращение VT становятся популярными как замена «трансформатору напряжения» и PT.
При включении вольтметра, который, по сути, является разомкнутой цепью (очень высокое сопротивление), ПТ действует как источник напряжения для приемного прибора, посылая на этот прибор сигнал напряжения, пропорциональный напряжению энергосистемы.
На следующей фотографии показан трансформатор напряжения, измеряющий напряжение между фазой и землей в трехфазной системе распределения электроэнергии.Нормальное фазное напряжение в этой системе составляет 7,2 кВ (трехфазное линейное напряжение 12,5 кВ), а нормальное вторичное напряжение трансформатора тока составляет 120 вольт, что требует соотношения 60: 1 (как показано на стороне трансформатора):
Любое выходное напряжение этого ПТ будет составлять \ (1 \ более 60 \) от фактического фазного напряжения, что позволяет панельным приборам безопасно и эффективно считывать точно масштабированную часть фазного напряжения 7,2 кВ (типичное). Например, вольтметр, установленный на панели, имел бы шкалу, показывающую 7200 вольт, когда его фактическое входное напряжение на клеммах составляло всего 120 вольт.Это аналогично показывающему измерителю 4–20 мА со шкалой, обозначенной в единицах «PSI» или «Градусы Цельсия», поскольку аналоговый сигнал 4–20 мА просто представляет собой некоторую другую физическую переменную, измеряемую технологическим датчиком. Здесь физической переменной, воспринимаемой трансформатором напряжения, по-прежнему является напряжение, только с соотношением 60: 1 больше, чем то, что получает прибор, установленный на панели. Как и стандарт аналогового сигнала 4–20 мА постоянного тока, широко распространенный в обрабатывающей промышленности, 115 или 120 вольт — это стандартное выходное напряжение трансформатора напряжения, используемое в электрической промышленности для представления нормального напряжения энергосистемы.
На следующей фотографии показан комплект из трех ТТ, используемых для измерения напряжения на шине подстанции 13,8 кВ. Обратите внимание на то, как каждый из этих трансформаторов снабжен двумя высоковольтными изолированными клеммами для облегчения измерений между фазами (линейное напряжение), а также между фазой и землей:
Здесь представлена еще одна фотография трансформаторов напряжения, на которой показаны три больших трансформатора тока, используемых для точного изменения фазных напряжений на землю для каждой фазы системы 230 кВ (линейное напряжение 230 кВ, фазное напряжение 133 кВ) вплоть до 120 вольт. для панельных приборов для мониторинга:
Свободно свисающий провод соединяет одну сторону первичной обмотки каждого трансформатора тока с соответствующим фазным проводом шины 230 кВ.Другой вывод первичной обмотки каждого СТ подключается к общей нейтральной точке, образуя массив трансформаторов СТ, соединенных звездой. Клеммы вторичной обмотки этих ПТ подключаются к двухпроводным экранированным кабелям, по которым сигналы 120 В передаются обратно в диспетчерскую, где они подключаются к различным приборам. Эти экранированные кабели проходят через подземный канал для защиты от погодных условий.
Как и в предыдущем PT, стандартное выходное напряжение этих больших PT составляет 120 вольт, что соответствует соотношению витков трансформатора около 1100: 1.Это стандартизованное выходное напряжение 120 вольт позволяет использовать ПТ любого производителя с приемными приборами любого производства, так же как стандарт 4-20 мА для аналоговых промышленных приборов обеспечивает «взаимодействие» между марками и моделями различных производителей.
Особой формой измерительного трансформатора, используемого в системах с очень высоким напряжением, является трансформатор напряжения с емкостной связью или CCVT. В этих чувствительных устройствах используется последовательно соединенный набор конденсаторов, делящих напряжение линии электропередачи до меньшего количества, прежде чем оно будет понижено электромагнитным трансформатором.Здесь представлена упрощенная схема CCVT вместе с фотографией трех CCVT, расположенных на подстанции:
Трансформаторы тока
По тем же причинам, по которым необходимо использовать измерительные трансформаторы напряжения (напряжения), мы также видим использование трансформаторов тока для снижения высоких значений тока и изоляции высоких значений напряжения между проводниками системы электроснабжения и панельными приборами.
Здесь показана простая диаграмма, иллюстрирующая, как линейный ток трехфазной системы питания переменного тока может быть измерен слаботочным амперметром с использованием трансформатора тока:
При включении амперметра, что, по сути, является коротким замыканием (очень низкое сопротивление), трансформатор тока ведет себя как источник тока для приемного прибора, посылая на этот прибор токовый сигнал, пропорциональный силе тока в сети.
Обычно трансформатор тока состоит из железного тороида, выполняющего роль сердечника трансформатора. Этот тип ТТ не имеет первичной «обмотки» в обычном понимании этого слова, а использует сам линейный провод в качестве первичной обмотки. Линейный провод, проходящий один раз через центр тороида, функционирует как первичная обмотка трансформатора с ровно 1 «витком». Вторичная обмотка состоит из нескольких витков провода, намотанного вокруг тороидального магнитопровода:
На виде конструкции трансформатора тока показано наматывание вторичных витков вокруг тороидального магнитопровода таким образом, что вторичный проводник остается параллельным первичному (силовому) проводнику для хорошей магнитной связи:
С силовым проводом, служащим одновитковой обмоткой, несколько витков вторичного провода вокруг тороидального сердечника ТТ позволяют ему работать как повышающий трансформатор по напряжению и как понижающий трансформатор с относительно тока.Коэффициент трансформации трансформатора тока обычно определяется как отношение полного линейного тока проводника к 5 ампер, что является стандартным выходным током для силовых трансформаторов тока. Следовательно, трансформатор тока с соотношением 100: 5 выдает 5 ампер, когда силовой провод несет 100 ампер.
Коэффициент трансформации трансформатора тока предполагает опасность, достойную внимания: если вторичная обмотка трансформатора тока под напряжением когда-либо разомкнута, она может выработать чрезвычайно высокое напряжение, пытаясь протолкнуть ток через воздушный зазор этой разомкнутой цепи. .Вторичная обмотка ТТ, находящаяся под напряжением, действует как источник тока, и, как и все источники тока, она будет развивать настолько большой потенциал (напряжение), насколько это возможно при разомкнутой цепи. Учитывая возможность высокого напряжения энергосистемы, контролируемой ТТ, и соотношение витков ТТ с большим количеством витков во вторичной обмотке, чем в первичной, способность ТТ функционировать как повышающий напряжение трансформатора представляет собой значительную опасность.
Как и любой другой источник тока, короткое замыкание на выходе ТТ не представляет опасности.Только обрыв цепи представляет опасность повреждения. По этой причине цепи трансформатора тока часто оснащаются закорачивающими перемычками и / или закорачивающими выключателями , которые позволяют техническим специалистам выполнить короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора тока перед отключением любых других проводов в цепи. В последующих подразделах эта тема будет рассмотрена более подробно.
Трансформаторы тока производятся в широком диапазоне размеров для различных применений. Вот фотография трансформатора тока с табличкой «паспортная табличка» со всеми соответствующими спецификациями.На этой паспортной табличке коэффициент тока указан как «100/5», что означает, что этот трансформатор тока будет выдавать ток 5 ампер, когда через силовой провод, проходящий через центр тороида, протекает 100 ампер:
Черно-белая пара проводов, выходящая из этого трансформатора тока, передает сигнал переменного тока от 0 до 5 ампер на любой контрольный прибор, масштабированный до этого диапазона. Этот прибор будет видеть \ (1 \ более 20 \) (т.е. \ (5 \ более 100 \)) тока, протекающего через силовой провод.
На следующих фотографиях контрастируют два разных стиля трансформаторов тока: один с «окном», через которое может быть пропущен любой проводник, а другой со специальной шиной, закрепленной через центр, к которой проводники присоединяются с обоих концов.Оба стиля обычно используются в электроэнергетике и работают одинаково:
Вот фотография некоторых гораздо более крупных трансформаторов тока, предназначенных для установки внутри «вводов» большого автоматического выключателя, хранящихся на деревянном поддоне:
Установленные трансформаторы тока выглядят как цилиндрические выступы у основания каждого изолятора высоковольтного выключателя. На этой фотографии показан гибкий кабелепровод, идущий к каждому проходному изолятору трансформатора тока, по которому вторичные сигналы слаботочного трансформатора тока передаются к клеммной колодке внутри панели на правом конце выключателя:
Сигналы от вводов трансформаторов тока на выключателе могут быть подключены к устройствам защитного реле для отключения выключателя в случае любого ненормального состояния.Если не используются, вторичные клеммы ТТ просто закорачиваются на панели.
Здесь показан комплект из трех очень больших трансформаторов тока, предназначенных для установки на вводы силового трансформатора высокого напряжения. Каждый из них имеет текущий коэффициент понижения от 600 до 5:
.
На этой следующей фотографии мы видим крошечный трансформатор тока, предназначенный для измерений слабого тока, закрепленный на проводе, по которому проходит ток всего несколько ампер. Этот конкретный трансформатор тока сконструирован таким образом, что он может быть закреплен на существующем проводе для временных тестовых целей, а не представляет собой сплошной тороид, через который провод должен быть пропущен через него для более постоянной установки:
Коэффициент 3000: 1 этого ТТ понижает сигнал переменного тока с 5 А до 1.667 мА переменного тока.
На этой последней фотографии показан трансформатор тока, используемый для измерения линейного тока в распределительном устройстве подстанции 500 кВ. Настоящая катушка трансформатора тока расположена внутри красного корпуса в верхней части изолятора, где проходит силовой провод. Высокий изолятор обеспечивает необходимое разделение между проводником и землей внизу, чтобы предотвратить «скачок» высокого напряжения на землю по воздуху:
Полярность трансформатора
Важной характеристикой для идентификации трансформаторов в энергосистемах — как силовых трансформаторов, так и измерительных трансформаторов — является полярность .Поначалу может показаться неуместным говорить о «полярности», когда мы знаем, что имеем дело с переменными напряжениями и токами , но на самом деле под этим словом подразумевается фазировка . Когда несколько силовых трансформаторов соединяются между собой для разделения нагрузки или для формирования трехфазной трансформаторной решетки из трех однофазных трансформаторных блоков, очень важно, чтобы фазовые соотношения между обмотками трансформатора были известны и четко обозначены. Кроме того, нам необходимо знать фазовое соотношение между первичной и вторичной обмотками (катушками) измерительного трансформатора, чтобы правильно подключить его к принимающему прибору, например, защитному реле.Для некоторых инструментов, таких как простые индикаторные измерители, полярность (фазировка) не важна. Для других приборов, сравнивающих фазовые отношения двух или более сигналов, полученных от измерительных трансформаторов, правильная полярность (фазировка) имеет решающее значение.
Маркировка полярности для любого трансформатора может быть обозначена несколькими различными способами:
Знаки следует интерпретировать с точки зрения полярности напряжения , а не тока. Чтобы проиллюстрировать использование «тестовой схемы», подающей кратковременный импульс постоянного тока на трансформатор от небольшой батареи:
Обратите внимание, как на вторичной обмотке трансформатора возникает падение напряжения той же полярности, что и на первичную обмотку импульсом постоянного тока: как для первичной, так и для вторичной обмоток стороны с точками имеют одинаковый положительный потенциал.
Если аккумулятор перевернуть и испытание будет выполнено снова, сторона каждой обмотки трансформатора, отмеченная точкой, будет отрицательной:
Если мы поменяем местами подключение вторичной обмотки к резистору и восстановим все напряжения и токи, мы увидим, что точка полярности всегда представляет общий потенциал напряжения, независимо от полярности источника:
Следует отметить, что в этом методе тестирования батареи и переключателя должна использоваться батарея низкого напряжения, чтобы избежать остаточного магнетизма в сердечнике трансформатора.Одиночная 9-вольтовая сухая батарея хорошо работает с чувствительным измерителем.
Трансформаторы с несколькими вторичными обмотками действуют одинаково, при этом маркировка полярности каждой вторичной обмотки имеет ту же полярность, что и любая другая обмотка:
Чтобы еще раз подчеркнуть этот важный момент: точки полярности трансформатора всегда относятся к напряжению, а не к току. Полярность напряжения на обмотке трансформатора всегда будет соответствовать полярности любой другой обмотки того же трансформатора по отношению к точкам.Однако направление тока через обмотку трансформатора зависит от того, работает ли данная обмотка в качестве источника или нагрузки . Вот почему во всех предыдущих примерах видно, что токи идут в противоположных направлениях (в точку, из точки) от первичной к вторичной, а полярности напряжения соответствуют точкам. Первичная обмотка трансформатора работает как нагрузка (ток обычного протока, протекающий через положительный вывод), в то время как его вторичная обмотка функционирует как источник (ток обычного протока, вытекающий из положительного вывода).
Полярность трансформатора очень важна в электроэнергетике, поэтому были придуманы термины для обозначения разной полярности обмоток трансформатора. Если точки полярности для первичной и вторичной обмоток лежат на одной и той же физической стороне трансформатора, это означает, что первичная и вторичная обмотки намотаны в одном направлении вокруг сердечника, и это называется вычитающим трансформатором . Если точки полярности расположены на противоположных сторонах трансформатора, это означает, что первичная и вторичная обмотки намотаны в противоположных направлениях, и это называется добавочным трансформатором .Термины «аддитивный» и «вычитающий» имеют большее значение, когда мы рассматриваем эффекты каждой конфигурации в заземленной системе питания переменного тока. Следующие примеры показывают, как напряжения могут складываться или вычитаться в зависимости от фазового соотношения первичной и вторичной обмоток трансформатора:
Трансформаторы
, работающие при высоком напряжении, обычно проектируются с вычитающей ориентацией обмоток, просто чтобы минимизировать диэлектрическое напряжение, оказываемое на изоляцию обмотки от межобмоточных напряжений.Измерительные трансформаторы (ТТ и ТТ) по соглашению всегда вычитаются .
Когда три однофазных трансформатора соединены между собой для образования трехфазного трансформатора, полярность обмоток должна быть правильно ориентирована. Обмотки в сети треугольником должны быть подключены таким образом, чтобы отметки полярности двух обмоток не совпадали друг с другом. Изогнутые стрелки нарисованы рядом с каждой обмоткой, чтобы подчеркнуть соотношение фаз:
Обмотки в звездообразной сети должны быть подключены таким образом, чтобы все метки полярности были обращены в одном направлении по отношению к центру звезды (обычно все метки полярности были направлены от центра):
Несоблюдение этих фазовых соотношений в группе силовых трансформаторов может привести к катастрофическому отказу, как только трансформаторы будут под напряжением!
На следующей фотографии показана схема большого силового трансформатора электросети, оборудованного несколькими трансформаторами тока, постоянно установленными в проходных изоляторах (точки, в которых силовые проводники проходят через стальной кожух блока силового трансформатора).Обратите внимание на сплошные черные квадраты, обозначающие одну сторону каждой вторичной обмотки ТТ, а также одну сторону каждой первичной и вторичной обмоток в этом трехфазном силовом трансформаторе. Сравнивая расположение этих черных квадратов, мы можем сказать, что все трансформаторы тока, а также сам силовой трансформатор намотаны как вычитающих устройств:
Пример важности маркировки полярности для подключения измерительных трансформаторов можно увидеть здесь, где пара трансформаторов тока с равным передаточным числом соединена параллельно для управления общим прибором, который должен измерять разницу в токе вход и выход из груза:
Правильно подключенный, как показано выше, счетчик в центре схемы регистрирует только разницу в выходном токе двух трансформаторов тока.Если ток в нагрузке точно равен току на выходе из нагрузки (что должно быть) и два трансформатора тока точно согласованы по соотношению витков, измеритель получит нулевой чистый ток. Если, однако, в нагрузке возникает замыкание на землю, в результате чего больше тока поступает, чем выходит из нее, то дисбаланс токов ТТ будет регистрироваться измерителем и, таким образом, указывать на состояние неисправности в нагрузке.
Предположим, однако, что техник по ошибке подключил один из этих блоков ТТ в обратном направлении.Если мы рассмотрим получившуюся схему, мы увидим, что измеритель теперь воспринимает сумму линейных токов, а не разницу , как должно:
Это приведет к тому, что измеритель будет ложно показывать дисбаланс тока в нагрузке, когда его нет.
Безопасность измерительного трансформатора
Трансформаторы потенциала (ТН или ТН) имеют тенденцию вести себя как источники напряжения по отношению к приборам измерения напряжения, которыми они управляют: выходной сигнал ТН должен быть пропорциональным представлением напряжения энергосистемы.Напротив, трансформаторы тока (ТТ) имеют тенденцию вести себя как источники тока , по отношению к приборам измерения тока, которыми они управляют: выходной сигнал ТТ должен быть пропорциональным представлением тока энергосистемы. На следующих схематических диаграммах показано, как должны вести себя СТ и ТТ при закупке соответствующих инструментов:
В соответствии с этим принципом трансформаторов тока как источников напряжения и трансформаторов тока как источников тока, вторичная обмотка трансформатора тока никогда не должна замыкаться накоротко, а вторичная обмотка трансформатора тока никогда не должна размыкаться! Короткое замыкание вторичной обмотки PT может привести к возникновению в цепи опасного тока, поскольку PT будет пытаться поддерживать значительное напряжение на очень низком сопротивлении.Разрыв вторичной обмотки ТТ может привести к возникновению опасного напряжения между клеммами вторичной обмотки, поскольку ТТ будет пытаться пропустить значительный ток через очень высокое сопротивление.
Вот почему вы никогда не увидите предохранителей во вторичной цепи трансформатора тока. Такой плавкий предохранитель, когда он перегорел, представлял бы большую опасность для жизни и имущества, чем замкнутая цепь с любым током, который мог бы собрать трансформатор тока.
В то время как рекомендация никогда не замыкать выход ПТ имеет смысл для любого студента, изучающего электричество или электронику, который был натренирован никогда не замыкать накоротко аккумулятор или лабораторный источник питания, рекомендация никогда не замыкать цепь ТТ с питанием часто требует пояснений.Поскольку трансформаторы тока преобразуют ток, значение их выходного тока, естественно, ограничивается фиксированным соотношением линейного тока силового проводника. То есть короткое замыкание вторичной обмотки ТТ , а не приведет к большему выходному току этого ТТ, чем то, что он будет выдавать на любой нормальный токоизмерительный прибор! Фактически, трансформатор тока испытывает минимальную «нагрузку» при подаче питания на короткое замыкание, потому что ему не нужно выдавать какое-либо существенное напряжение для поддержания такого количества вторичного тока.Только тогда, когда трансформатор тока вынужден выводить ток через значительный импеданс, он должен «усердно работать» (то есть выводить больше мощности), генерируя значительное вторичное напряжение вместе с вторичным током.
Скрытая опасность трансформатора тока подчеркивается проверкой соотношения его первичного и вторичного витков. Одиночный проводник, пропущенный через апертуру трансформатора тока, действует как обмотка с одним витком, в то время как несколько витков провода, намотанного вокруг тороидального сердечника трансформатора тока, обеспечивают коэффициент, необходимый для понижения тока от линии питания к приемному устройству. .Однако, как знает каждый студент, изучающий трансформаторы, в то время как вторичная обмотка, имеющая больше витков провода, чем первичная обмотка , понижает ток на , тот же трансформатор, наоборот, на понижает напряжение на . Это означает, что трансформатор тока с разомкнутой цепью ведет себя как повышающий трансформатор напряжения. Учитывая тот факт, что измеряемая линия электропередачи обычно изначально имеет опасно высокое напряжение, перспектива того, что измерительный трансформатор повысит это напряжение еще выше, действительно отрезвляет.Фактически, единственный способ гарантировать, что трансформатор тока не будет выдавать высокое напряжение при питании от сети, — это поддержать его вторичную обмотку под нагрузкой с низким импедансом.
Также обязательно, чтобы все вторичные обмотки измерительного трансформатора были надежно заземлены. Заземли , чтобы предотвратить возникновение опасно высокого напряжения на клеммах прибора из-за емкостной связи с силовыми проводниками. Заземление должно выполняться только в одной точке в каждой цепи измерительного трансформатора, чтобы предотвратить образование контуров заземления , и потенциально вызвать ошибки измерения.Предпочтительным местом для этого заземления является первая точка использования, то есть клеммная колодка, устанавливаемая на приборной панели или на панели, куда попадают вторичные провода измерительного трансформатора. Если между измерительным трансформатором и приемным прибором имеются какие-либо тестовые переключатели, заземление должно быть выполнено таким образом, чтобы при размыкании тестового переключателя вторичная обмотка трансформатора не оставалась плавающей (незаземленной).
Выключатели для проверки измерительных трансформаторов
Соединения, сделанные между измерительными трансформаторами и приемными приборами, такими как монтируемые на панели счетчики и реле, должны время от времени прерываться для проведения испытаний и других функций обслуживания.Аксессуар, который часто можно увидеть в панелях силовых приборов, — это блок тестовых переключателей , состоящий из серии рубильников. Фотография испытательного блока выключателей производства ABB представлена здесь:
.
Некоторые из этих рубильников служат для отключения трансформаторов напряжения (ТТ) от приемных устройств, установленных на этой релейной панели, в то время как другие рубильные переключатели в той же группе служат для отключения трансформаторов тока (ТТ) от приемных приборов, установленных на той же панели.
Для дополнительной безопасности на блоке переключателей могут быть установлены крышки для предотвращения случайного срабатывания или электрического контакта. Некоторые крышки тестовых переключателей даже запираются на замок для дополнительной защиты от доступа.
Испытательные переключатели, используемые для отключения трансформаторов напряжения (ТП) от датчиков напряжения, представляют собой не что иное, как простые однополюсные однонаправленные (SPST) рубильники, как показано на этой схеме:
Разрыв цепи трансформатора напряжения не представляет опасности, поэтому для отключения ПТ от приемного прибора не требуется ничего особенного.
Здесь представлена серия фотографий, показывающих работу одного из этих рубильников, от замкнутого (в рабочем состоянии) слева до разомкнутого (отключенного) справа:
Испытательные переключатели, используемые для отключения трансформаторов тока (ТТ) от токовых датчиков, однако, должны быть специально сконструированы так, чтобы избежать размыкания цепи ТТ при отключении из-за опасности высокого напряжения, создаваемой разомкнутыми вторичными обмотками ТТ. Таким образом, испытательные переключатели ТТ предназначены для размещения короткого замыкания на выходе ТТ перед размыканием соединения с устройством измерения тока.Это достигается за счет использования специального рубильника перед разрывом :
Здесь представлена серия фотографий, показывающих работу рубильника перед размыканием, от замкнутого (в рабочем состоянии) слева до закороченного (разомкнутого) справа:
Закорачивающее действие происходит на листе из пружинной стали, контактирующем с движущимся лезвием ножа в кулачковой прорези рядом с шарниром. Обратите внимание, как лист соприкасается с кулачком ножа на правой и средней фотографиях, но не на левой фотографии.Этот металлический лист соединяется с основанием рубильника, прилегающим справа (другой полюс цепи ТТ), образуя короткое замыкание между выводами ТТ, необходимое для предотвращения дуги, когда рубильник размыкает цепь на приемный прибор.
Пошаговая последовательность иллюстраций показывает, как эта закорачивающая пружина предотвращает размыкание цепи ТТ при размыкании первого переключателя:
Обычно не замыкающий переключатель в паре тестовых переключателей ТТ оснащается «тестовым разъемом», позволяющим вставить дополнительный амперметр в схему для измерения сигнала ТТ.Этот испытательный домкрат состоит из пары пластин из пружинной стали, контактирующих друг с другом в середине размаха рубильника. Когда рубильник находится в разомкнутом положении, металлические листы продолжают обеспечивать непрерывность после разомкнутого рубильника. Однако, когда специальный штекер адаптера амперметра вставляется между пластинами, раздвигая их, цепь разрывается, и ток должен течь через два штыря тестового штекера (и в тестовый амперметр, подключенный к этому штекеру).
Пошаговая последовательность иллюстраций показывает, как тестовое гнездо поддерживает целостность разомкнутого рубильника, а затем позволяет вставить тестовый щуп и амперметр, не разрывая цепь ТТ:
При использовании такого испытательного щупа ТТ необходимо тщательно проверить электрическую целостность амперметра и измерительных проводов перед тем, как вставлять щуп в испытательные гнезда.Если случится «обрыв» где-либо в цепи амперметра / вывода, опасная дуга разовьется в точке «обрыва» в момент, когда испытательный щуп раздвигает металлические пластины испытательного разъема! Всегда помните, что находящийся под напряжением трансформатор тока опасен при разомкнутой цепи, поэтому ваша личная безопасность зависит от постоянного поддержания непрерывности электрической цепи в цепи трансформатора тока.
На этой фотографии крупным планом показан замкнутый испытательный выключатель ТТ, оборудованный испытательным домкратом, при этом пружинные листы домкрата видны как пара структур в форме «обруча», обрамляющих лезвие среднего рубильника:
В дополнение к (или иногда вместо) контрольным переключателям, вторичная проводка трансформатора тока часто проходит через специальные «закорачивающие» клеммные колодки.Эти специальные клеммные колодки имеют металлическую «перемычку», проходящую по центру, через которую можно вставить винты для зацепления с проводными клеммами ниже. Любые клеммы, соединенные с этим металлическим стержнем, обязательно будут уравновешены друг с другом. Один винт всегда вставляется в шину, входящую в клемму заземления на клеммной колодке, таким образом, заземляя всю шину. Дополнительные винты, вставленные в эту шину, прижимают вторичные провода трансформатора тока к потенциалу земли. Фотография такой закорачивающей клеммной колодки показана здесь, с пятью проводниками от многоскоростного (многоотводного) трансформатора тока с маркировкой 7X1 — 7X5 , подключаемых к клеммной колодке снизу:
Эта закорачивающая клеммная колодка имеет три винта, вставленных в закорачивающую перемычку: один соединяет перемычку с клеммой заземления («G») на дальнем левом краю, другой — с проводом ТТ «7X5», а последний соединяет к проводу ТТ «7X1».В то время как первый винт устанавливает потенциал заземления вдоль перемычки, следующие два винта образуют короткое замыкание между двумя внешними проводниками трансформатора тока с несколькими коэффициентами. Обратите внимание на зеленые «перемычки», прикрепленные к верхней стороне этой клеммной колодки, замыкающие 7X1 на 7X5 на землю, в качестве дополнительной меры безопасности для этого конкретного трансформатора тока, который в настоящее время не используется и не подключен к какому-либо измерительному прибору.
На следующих рисунках показаны комбинации положений винтовых клемм, используемых для выборочного заземления различных проводников на трансформаторе тока с несколькими коэффициентами.На первой из этих иллюстраций показано состояние, представленное на предыдущей фотографии, когда весь трансформатор тока закорочен и заземлен:
На следующем рисунке показано, как ТТ будет использоваться на полную мощность, при этом X1 и X5 подключены к панели приборов и (только) X5 заземлен в целях безопасности:
На этом последнем рисунке показано, как ТТ будет использоваться с пониженной мощностью, с X2 и X3, подключенными к панели приборов, и (только) X3 заземленным в целях безопасности:
Нагрузка и точность измерительного трансформатора
Для того, чтобы измерительный трансформатор функционировал в качестве точного измерительного устройства, ему не следует чрезмерно ставить задачу подавать мощность на нагрузку.Чтобы свести к минимуму энергопотребление измерительных трансформаторов, идеальный прибор для измерения напряжения должен потреблять нулевой ток от своего трансформатора тока, в то время как идеальный прибор для измерения тока должен понижать нулевое напряжение на своем трансформаторе тока.
На практике трудно достичь нулевой мощности любого прибора. Каждый вольтметр действительно потребляет некоторый ток, даже небольшой. Каждый амперметр действительно немного понижает напряжение. Величина полной мощности, потребляемой от любого измерительного трансформатора, соответственно называется нагрузка , и, как и все выражения полной мощности, измеряется в единицах вольт-ампер.2_ {сигнал}) (Z_ {инструмент}) \]
Нагрузка для любого устройства или цепи, подключенной к измерительному трансформатору, может быть выражена как значение импеданса (\ (Z \)) в омах или как значение полной мощности (\ (S \)) в вольт-амперах. Точно так же сами измерительные трансформаторы обычно рассчитаны на величину нагрузки, которую они могут создавать, и при этом работать с определенным допуском точности (например, \ (\ pm \) 1% при нагрузке 2 ВА).
Возможная нагрузка трансформатора и классы точности
Потенциальные трансформаторы имеют максимальные значения нагрузки, указанные в терминах полной мощности (\ (S \), измеренной в вольт-амперах), стандартные значения нагрузки классифицируются буквенным кодом:
Буквенный код Максимально допустимая нагрузка при заявленной точности
Вт 12.5 вольт-ампер
X 25 вольт-ампер
M 35 вольт-ампер
Y 75 вольт-ампер
Z 200 вольт-ампер
ZZ 400 вольт-ампер
Стандартные классы точности для трансформаторов напряжения включают 0,3, 0,6 и 1,2, соответствующие погрешности \ (\ pm \) 0,3%, \ (\ pm \) 0,6% и \ (\ pm \) 1,2% от номинальное передаточное число соответственно.Эти классы точности и нагрузки обычно объединены на одной этикетке. Таким образом, трансформатор напряжения с номиналом «0,6 МОм» имеет точность \ (\ pm \) 0,6% (этот процент понимается как точность для коэффициента передачи ) при питании нагрузки 35 вольт-ампер при ее номинальном значении (например, 120 вольт. ) выход.
Нагрузка трансформатора тока и классы точности
Точность трансформатора тока и нагрузки более сложны, чем номинальные параметры трансформатора тока. Основная причина этого — более широкий спектр приложений ТТ.Если трансформатор тока должен использоваться для измерений (т. Е. Для управления ваттметрами, амперметрами и другими приборами, используемыми для регулирующего контроля и / или выставления счетов за прибыль, когда требуется высокая точность), предполагается, что трансформатор будет работать в пределах своих стандартных номиналов. текущие значения. Например, трансформатор тока с соотношением 600: 5, используемый для измерения, должен редко, если вообще когда-либо, видеть значение первичного тока, превышающее 600 ампер, или вторичный ток, превышающий 5 ампер. Если текущие значения, проходящие через трансформатор тока, когда-либо превысят эти максимальные стандартные значения, влияние на регулирование или выставление счетов будет незначительным, поскольку это должны быть переходные события.Однако защитные реле предназначены для интерпретации переходных процессов в энергосистемах и реагирования на них. Если трансформатор тока должен использоваться для реле , а не для измерения, он должен надежно работать в условиях перегрузки, обычно создаваемых неисправностями энергосистемы. Другими словами, релейные приложения ТТ требуют гораздо большего динамического диапазона измерения, чем измерительные приложения. Абсолютная точность не так важна для реле, но мы должны убедиться, что ТТ будет давать достаточно точное представление о линейном токе в условиях неисправности, чтобы защитное реле (а) функционировало должным образом.Трансформаторы, даже те, которые используются для защитных реле, никогда не обнаруживают переходных процессов напряжения столь же широких, как переходные процессы тока, наблюдаемые трансформаторами тока.
Номинальные значения ТТ класса
обычно выражаются в виде процентного значения, за которым следует буква «B», за которой следует максимальная нагрузка, выраженная в омах импеданса. Следовательно, трансформатор тока с классификацией измерения 0,3B1,8 демонстрирует точность \ (\ pm \) 0,3% отношения витков при питании импеданса 1,8-омметра при 100% выходном токе (обычно 5 ампер).
Класс реле ТТ номиналы обычно принимают форму максимального значения напряжения , падающего на нагрузку при 20-кратном номинальном токе (т. Е. Вторичный ток 100 А для ТТ с номинальной выходной мощностью 5 А) при сохранении точности в пределах \ (\ pm \) 10% от номинального передаточного числа. Не случайно для защиты энергосистемы обычно выбираются соотношения ТТ: так, чтобы максимальный ожидаемый симметричный ток короткого замыкания через силовой проводник не превышал в 20 раз номинальный ток первичной обмотки ТТ.Следовательно, трансформатор тока с релейной классификацией C200 может выдавать напряжение до 200 вольт при питании своей максимальной нагрузки при номинальном токе 20 \ (\ times \). Предполагая, что номинальный выходной ток составляет 5 ампер, 20-кратное превышение этого значения будет составлять 100 ампер, подаваемых на реле. Если падение напряжения реле при этом токе может достигать 200 вольт, это означает, что вторичная цепь ТТ может иметь значение импеданса до 2 Ом (\ (200 \ hbox {V} \ div 100 \ hbox {A } = 2 \> \ Омега \)). Таким образом, номинал релейного ТТ C200 — это просто еще один способ сказать, что он может выдерживать нагрузку до 2 Ом.
Буква «C» в примере оценки «C200» означает , рассчитанное как , что означает, что рейтинг основан на теории. В некоторых трансформаторах тока вместо этого используется буква «Т», которая означает протестировано . Эти трансформаторы тока были фактически испытаны при указанных значениях напряжения и тока, чтобы гарантировать их работоспособность в реальных условиях.
Насыщение трансформатора тока
Стоит более подробно изучить концепцию максимальной нагрузки трансформатора тока.В идеальном мире трансформатор тока действует как источник тока для измерителя или реле, которое он питает, и, таким образом, вполне достаточно для подачи тока в короткое замыкание (полное сопротивление 0 Ом). Проблемы возникают, если мы требуем, чтобы трансформатор тока выдавал больше мощности, чем он рассчитан, что означает, что трансформатор тока вынужден пропускать ток через чрезмерное сопротивление. Во времена электромеханических счетчиков и защитных реле, когда устройства полностью питались сигналами измерительного трансформатора, нагрузка на определенные счетчики и реле могла быть весьма значительной.Современные электронные измерители и реле создают гораздо меньшую нагрузку на измерительные трансформаторы, приближаясь к идеальным условиям нулевого импеданса для входов, считывающих ток.
Напряжение, создаваемое любой индуктивностью, включая обмотки трансформатора, описывается Законом электромагнитной индукции Фарадея:
\ [V = N {d \ phi \ over dt} \]
Где,
\ (В \) = Индуцированное напряжение (вольт)
\ (N \) = Количество витков провода
\ (d \ phi \ over dt \) = Скорость изменения магнитного потока (Веберов в секунду)
Следовательно, чтобы генерировать большее напряжение, трансформатор тока должен развивать в своем сердечнике более быстро изменяющийся магнитный поток.Если рассматриваемое напряжение синусоидально на постоянной частоте, магнитный поток также отслеживает синусоидальную функцию во времени, пики напряжения совпадают с самыми крутыми точками на форме волны потока, а точки «нуля» напряжения совпадают с пиками потока. форма волны, при которой скорость изменения магнитного потока с течением времени равна нулю:
Повышение нагрузки на ТТ (т. Е. Большее сопротивление, через которое должен проходить ток) означает, что ТТ должен развивать большее синусоидальное напряжение для любой заданной величины измеренного линейного тока.Это соответствует форме волны магнитного потока с более быстрым изменением скорости нарастания и спада, что, в свою очередь, означает форму волны магнитного потока с более высоким пиком (предполагая синусоидальную форму). Проблема с этим в какой-то момент заключается в том, что требуемый магнитный поток достигает таких высоких пиковых значений, что железный сердечник ТТ начинает насыщаться магнетизмом, после чего ТТ перестает вести себя линейно и больше не будет точно воспроизводить форма и величина кривой тока в линии электропередачи. Проще говоря, если мы возложим на трансформатор тока слишком большую нагрузку, он начнет выдавать искаженный сигнал, который больше не будет точно отображать линейный ток.
Тот факт, что максимальное выходное напряжение переменного тока ТТ зависит от предела магнитного насыщения его железного сердечника, становится особенно актуальным для ТТ с несколькими передаточными числами , у которых вторичная обмотка имеет более двух «ответвлений». Трансформаторы тока с несколькими передаточными числами обычно используются в качестве стационарных трансформаторов тока во вводах силовых трансформаторов, что дает конечному пользователю свободу конфигурирования своих схем измерения и защиты. Рассмотрим этот ввод распределительного трансформатора 600: 5 CT с классом точности C800:
.
Классификация этого ТТ «C800» основана на его способности подавать максимум 800 вольт на нагрузку , когда все его вторичные витки используются .Другими словами, его рейтинг составляет «C800» только при подключении к ответвителям X1 и X5 для полного соотношения 600: 5. Если вместо этого кто-то подключится к ответвлениям X1-X3, используя только 30 витков провода во вторичной обмотке ТТ вместо всех 120 витков, этот ТТ будет ограничен подачей 200 В на нагрузку до насыщения: такой же магнитный поток, что и может генерировать 800 вольт на 120 витках провода, может индуцировать только четверть этого напряжения на четверть числа витков в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея (\ (V = N {d \ phi \ over dt} \ )).Таким образом, трансформатор тока следует рассматривать как блок «C200», если он подключен с соотношением сторон 150: 5.
Наличие любого постоянного тока в проводниках линии электропередачи переменного тока создает проблему для трансформаторов тока, которую можно понять только с точки зрения магнитного потока в сердечнике ТТ. Любой постоянный ток (DC) в линии электропередачи, проходящей через CT, смещает магнитное поле CT на определенную величину, заставляя CT легче насыщаться в одном полупериоде переменного тока, чем в другом. Постоянные токи никогда не поддерживаются бесконечно в энергосистемах переменного тока, но часто присутствуют в виде переходных импульсов при определенных условиях неисправности.Даже в этом случае переходные постоянные токи будут оставлять сердечники ТТ с некоторым остаточным магнитным смещением, предрасполагающим их к насыщению в условиях будущего повреждения. Способность сердечника трансформатора тока сохранять некоторый магнитный поток с течением времени называется остаточной массой .
Остаточная намагниченность сердечника трансформатора является нежелательным свойством. Его можно смягчить, сконструировав сердечник с воздушным зазором (вместо того, чтобы делать сердечник как непрерывный путь из черного металла), но это ставит под угрозу другие желательные свойства, такие как пределы насыщения (т.е. максимальное выходное напряжение). Некоторые отраслевые эксперты рекомендуют размагничивать трансформаторы тока обслуживающим персоналом в рамках ремонтных работ после сильноточного повреждения, чтобы обеспечить оптимальную производительность при возвращении системы в эксплуатацию. Размагничивание заключается в пропускании большого переменного тока через трансформатор тока с последующим медленным уменьшением величины этого переменного тока до нуля ампер. Постепенное снижение напряженности переменного магнитного поля от полной до нуля имеет тенденцию к хаотизации магнитных доменов в железном сердечнике, возвращая его в ненамагниченное состояние.
Какой бы ни была причина, насыщение ТТ может стать серьезной проблемой для цепей защитных реле, потому что эти реле должны надежно работать при любых переходных перегрузках по току. Чем больше ток через первичную обмотку ТТ, тем больший ток он должен выводить на защитное реле. Для любой заданной нагрузки на реле (входного импеданса реле) больший токовый сигнал приводит к большему падению напряжения и, следовательно, к большей потребности ТТ в выдаче управляющего напряжения.Таким образом, насыщение ТТ с большей вероятностью произойдет во время событий перегрузки по току, когда нам больше всего нужен ТТ для правильной работы. Таким образом, любой, кому поручено выбрать подходящий трансформатор тока для релейной защиты, должен тщательно рассмотреть максимальное ожидаемое значение перегрузки по току при сбоях в системе, гарантируя, что трансформаторы тока будут выполнять свою работу, одновременно управляя нагрузками, налагаемыми реле.
Испытания трансформаторов тока
Трансформаторы тока могут подвергаться стендовым испытаниям на коэффициент трансформации и насыщение путем подачи переменного напряжения переменного тока на вторичную обмотку при одновременном контроле вторичного тока и первичного напряжения.Для обычных трансформаторов тока «оконного» типа первичная обмотка представляет собой одинарный провод, пропущенный через центральное отверстие. Идеальный трансформатор тока должен обеспечивать постоянный импеданс источника переменного напряжения и постоянное соотношение напряжений от входа к выходу. Реальный трансформатор тока будет демонстрировать все меньшее и меньшее сопротивление по мере того, как напряжение превышает его порог насыщения:
Идеальный трансформатор тока (без насыщения) должен был бы проводить прямую линию. Изогнутая форма выявляет эффекты магнитного насыщения, когда в сердечнике трансформатора тока присутствует такой сильный магнетизм, что дополнительный ток приводит лишь к незначительному увеличению магнитного потока (что проявляется в падении напряжения).
Конечно, трансформатор тока никогда не запитывается от его вторичной обмотки при установке и эксплуатации. Цель подачи питания на ТТ «в обратном направлении», как показано, состоит в том, чтобы избежать пропускания очень высоких токов через первичную обмотку ТТ. Однако, если доступно сильноточное испытательное оборудование, такое испытание первичного впрыска на самом деле является наиболее реалистичным способом испытания ТТ.
В следующей таблице показаны фактические значения напряжения и тока, полученные во время испытания вторичного возбуждения на реле CT класса C400 с соотношением 2000: 5.Напряжение источника было увеличено с нуля до приблизительно 600 вольт переменного тока при 60 Гц для испытания, в то время как падение вторичного напряжения и первичное напряжение были измерены. При напряжении около 575 вольт от трансформатора тока слышен «жужжащий» звук — слышимый эффект магнитного насыщения. Расчетные значения импеданса вторичной обмотки и коэффициента передачи также показаны в этой таблице:
\ (I_S \) \ (V_S \) \ (V_P \) \ (Z_S = V_S \ div I_S \) Соотношение = \ (V_S \ div V_P \)
0.0308 A 75,14 В 0,1788 В 2,44 к \ (\ Omega \) 420,2
0,0322 А 100,03 В 0,2406 В 3,11 к \ (\ Omega \) 415,8
0,0375 А 150,11 В 0,3661 В 4,00 к \ (\ Omega \) 410,0
0,0492 А 301,5 В 0,7492 В 6,13 к \ (\ Omega \) 402.4
0,0589 А 403,8 В 1,0086 В 6,86 к \ (\ Omega \) 400,4
0,0720 А 500,7 В 1,2397 В 6.95 к \ (\ Omega \) 403,9
0,0883 А 548,7 В 1,3619 В 6,21 к \ (\ Omega \) 402,9
0,1134 А 575,2 В 1.4269 В 5,07 к \ (\ Omega \) 403.1
0,1259 А 582,0 В 1.4449 В 4,62 к \ (\ Omega \) 402,8
0,1596 А 591,3 В 1.4665 В 3,70 к \ (\ Omega \) 403,2
0,2038 А 600,1 В 1.4911 В 2,94 к \ (\ Omega \) 402,5
Как видно из этой таблицы, рассчитанный импеданс вторичной обмотки \ (Z_S \) начинает резко падать, когда вторичное напряжение превышает 500 вольт (около точки «изгиба» кривой).Расчетное отношение витков выглядит удивительно стабильным — близко к идеальному значению 400 для ТТ 2000: 5 — но нужно помнить, что это соотношение рассчитывается на основе напряжения , , а не тока. Поскольку в этом тесте не сравниваются первичный и вторичный токи, мы не можем увидеть влияние насыщения на способность этого ТТ к измерению тока. Другими словами, этот тест показывает, когда начинается насыщение, но не обязательно показывает, как насыщение влияет на коэффициент тока ТТ.
Разница между ТТ с соотношением сторон 2000: 5 и классификацией реле C400 и ТТ с соотношением сторон 2000: 5 с классификацией реле C800 заключается не в количестве витков во вторичной обмотке ТТ (\ (N \)), а в скорее количество черного металла в сердечнике ТТ. Трансформатор C800, чтобы вырабатывать более 800 вольт для удовлетворения нагрузки на реле, должен выдерживать в своем сердечнике вдвое больший магнитный поток, чем трансформатор C400, а для этого требуется магнитный сердечник в трансформаторе C800 с (как минимум) вдвое больше флюсовой способности.При прочих равных условиях, чем выше нагрузочная способность трансформатора тока, тем больше и тяжелее он должен быть из-за обхвата магнитопровода.
Сопротивление провода цепи трансформатора тока
Нагрузка, испытываемая трансформатором рабочего тока, представляет собой полное последовательное сопротивление измерительной цепи, состоящее из суммы входного сопротивления приемного прибора, полного сопротивления провода и внутреннего сопротивления вторичной обмотки самого трансформатора тока. Унаследованные электромеханические реле с их «управляющими» катушками, управляемыми токами ТТ, создают значительную нагрузку.Поскольку нагрузка, налагаемая электромеханическим реле, проистекает из работы катушки с проволокой, это полное сопротивление нагрузки является сложной величиной, имеющей как действительную (резистивную), так и мнимую (реактивную) составляющие. Современные цифровые реле с аналого-цифровыми преобразователями на их входах обычно создают чисто резистивную нагрузку на их трансформаторы тока, и эти значения нагрузки обычно намного меньше, чем нагрузка, возлагаемая на электромеханические реле.
Существенным источником нагрузки в любой цепи ТТ является сопротивление провода, по которому выходной ток ТТ идет к приемному устройству и от него.Довольно часто общее «петлевое» расстояние цепи ТТ составляет несколько сотен футов или более, если ТТ расположены в удаленных частях объекта, а защитные реле расположены в центральной диспетчерской. По этой причине важным аспектом конструкции системы защитных реле является размер (калибр) провода, чтобы гарантировать, что полное сопротивление цепи не превышает допустимую нагрузку ТТ.
Проволока большего сечения имеет меньшее сопротивление на единицу длины, чем провод меньшего сечения, при прочих равных условиях.{0,232 G — 2,32} \]
Где,
\ (R_ {1000ft} \) = Приблизительное сопротивление провода в Ом на 1000 футов длины провода
\ (G \) = Американский калибр провода (AWG), номер провода
Размер провода
AWG, как и у большинства «калибровочных» шкал, является обратным: большее число означает более тонкий провод. Вот почему формула предсказывает меньшее значение \ (R \) для большего значения \ (G \). Простым примером значения, которое можно подставить в эту формулу, является число 10, представляющее провод # 10 AWG, общий размер проводника для вторичных цепей ТТ:
\ [R_ {1000ft} = e ^ {(0.0 = 1 \> \ Omega \ hbox {на 1000 футов} \]
Имейте в виду, что этот результат сопротивления провода 1 Ом на 1000 футов длины относится к общей длине цепи , а не к расстоянию между ТТ и приемным прибором. Полная вторичная электрическая цепь ТТ, конечно, требует двух проводов , поэтому потребуется 1000 футов провода, чтобы покрыть расстояние 500 футов между ТТ и прибором. В некоторых источниках указан провод №12 AWG в качестве минимального калибра для вторичных цепей ТТ независимо от длины провода.
Пример: сечение провода цепи ТТ, простой
Практический пример поможет проиллюстрировать, как сопротивление провода играет роль в характеристиках цепи ТТ. Давайте начнем с рассмотрения трансформатора тока класса точности C400, который будет использоваться в цепи защитного реле, причем сам трансформатор тока имеет измеренное сопротивление вторичной обмотки 0,3 \ (\ Omega \) с соотношением витков 600: 5. По определению, трансформатор тока C400 — это трансформатор, способный генерировать 400 вольт на своих клеммах, одновременно подавая нагрузку в 20 раз превышающий номинальный ток.Это означает, что максимальное значение нагрузки составляет 4 Ом, поскольку это импеданс, который упадет на 400 вольт при вторичном токе 100 ампер (в 20 раз больше номинальной выходной мощности ТТ в 5 ампер):
Хотя трансформатор тока имеет номинал класса C400, что означает, что на его выводах вырабатывается 400 вольт (максимум), обмотка должна быть способна выдавать более 400 вольт, чтобы преодолеть падение напряжения на собственном внутреннем сопротивлении обмотки. В данном случае при сопротивлении обмотки 0.3 Ом, несущий ток 100 ампер (наихудший случай), напряжение обмотки должно составлять 430 вольт, чтобы обеспечить 400 вольт на клеммах. Это значение в 430 вольт при 60 Гц с синусоидальной формой волны тока представляет собой максимальное количество магнитного потока, с которым может справиться этот сердечник ТТ при сохранении коэффициента тока в пределах \ (\ pm \) 10% от его номинального значения 600: 5. Таким образом, 430 вольт (внутри трансформатора тока) является нашим ограничивающим фактором для обмотки трансформатора тока при при любом значении тока .
Этот шаг расчета максимального напряжения внутренней обмотки ТТ — не просто иллюстрация того, как определяется класс ТТ «C».Скорее, это важный шаг в любом анализе нагрузки цепи ТТ, потому что мы должны знать максимальный потенциал обмотки, которым ограничен ТТ. У кого-то может возникнуть соблазн пропустить этот шаг и просто использовать 400 В в качестве максимального напряжения на клеммах во время состояния неисправности, но это приведет к незначительным ошибкам в таком простом случае, как этот, и к гораздо более значительным ошибкам в других случаях, когда мы должны уменьшите напряжение обмотки ТТ по причинам, описанным далее в этом разделе.
Предположим, что этот трансформатор тока будет использоваться для подачи тока на реле защиты, представляющее чисто резистивную нагрузку 0.2 Ом. Системное исследование показывает, что максимальный симметричный ток короткого замыкания составляет 10 000 ампер, что чуть ниже номинального первичного тока 20 \ (\ times \) для ТТ. Вот как будет выглядеть схема во время этого состояния неисправности, когда трансформатор тока выдает максимальное (внутреннее) напряжение 430 вольт:
Предел внутреннего напряжения ТТ в 430 вольт по-прежнему остается в силе, потому что это функция магнитной индукции его сердечника, а не линейного тока. При токе повреждения энергосистемы 10 000 ампер этот трансформатор тока выдаст только 83.33 ампера, а не 100 ампер, использованных для определения классификации C400. Максимальное полное сопротивление цепи легко предсказать по закону Ома, при 430 вольт (ограничено магнитным сердечником трансформатора тока), выдавая 83,33 ампера (ограниченное током неисправности системы):
\ [R_ {total} = {V_W \ over I_ {fault}} = {430 \ hbox {V} \ over 83,33 \ hbox {A}} = 5,16 \> \ Omega \]
Поскольку мы знаем, что полное сопротивление в этой последовательной цепи является суммой сопротивления обмотки ТТ, сопротивления провода и нагрузки реле, мы можем легко вычислить максимальное сопротивление провода путем вычитания:
\ [R_ {total} = R_ {CT} + R_ {провод} + R_ {реле} \]
\ [R_ {wire} = R_ {total} — (R_ {CT} + R_ {реле}) \]
\ [R_ {wire} = 5.{(0,232) (12) — 2,32} = 1,59 \> \ Omega \ hbox {на 1000 футов} \]
\ [{4.66 \> \ Omega \ over 1.59 \> \ Omega / \ hbox {1000 ft}} = 2,93 \ times \ hbox {1000 ft} = 2930 \ hbox {ft} \]
Конечно, это общей длины проводника , что означает, что для двухжильного кабеля между ТТ и защитным реле максимальное расстояние будет вдвое меньше: 1465 футов.
Пример: сечение провода цепи ТТ с учетом постоянного тока
Предыдущий сценарий предполагает чисто переменный ток короткого замыкания.Реальные неисправности могут содержать значительные компоненты постоянного тока в течение коротких периодов времени, длительность этих переходных процессов постоянного тока связана с постоянной времени \ (L \ over R \) силовой цепи. Как упоминалось ранее, постоянный ток имеет тенденцию намагничивать железный сердечник трансформатора тока, предрасполагая его к магнитному насыщению. Таким образом, трансформатор тока в этих условиях не сможет генерировать полное напряжение переменного тока, возможное во время контролируемого стендового испытания (например, трансформатор тока C400 в этих условиях не сможет выдержать нагрузку до своего номинального напряжения 400 В на клеммах).Простой способ компенсировать этот эффект — снизить напряжение на обмотке ТТ на коэффициент, равный \ (1 + {X \ over R} \), причем отношение \ (X \ over R \) является реактивным сопротивлением к — коэффициент сопротивления энергосистемы в точке измерения. Снижение номинальных характеристик трансформатора обеспечивает запас прочности для наших расчетов, предполагая, что значительная часть емкости магнитного сердечника ТТ может потребляться намагничиванием постоянного тока во время определенных неисправностей, оставляя меньше магнитного «запаса» для генерации переменного напряжения.
Давайте повторим наши расчеты, предполагая, что защищаемая энергосистема теперь имеет отношение \ (X \ over R \), равное 14.Это означает, что наш трансформатор тока C400 (с максимальным внутренним потенциалом обмотки 430 вольт) должен быть понижен до максимального напряжения обмотки:
\ [{430 \ hbox {V} \ over {1 + {X \ over R}}} = {430 \ hbox {V} \ over {1 + 14}} = 28,67 \ hbox {V} \]
Если мы применим это пониженное напряжение обмотки к той же цепи ТТ, мы обнаружим, что его недостаточно для передачи 83,33 А через реле:
С 0,5 \ (\ Omega \) комбинированного сопротивления ТТ и реле (без сопротивления провода), напряжение на обмотке 28.67 вольт могут дать только 57,33 ампер, что намного меньше, чем нам нужно. Очевидно, что этот трансформатор тока не сможет работать в условиях отказа, когда переходные процессы постоянного тока подталкивают его ближе к магнитному насыщению.
Обновление ТТ до другой модели, имеющей более высокий класс точности (C800) и больший коэффициент понижения тока (1200: 5), улучшит ситуацию. Предполагая, что внутреннее сопротивление обмотки этого нового ТТ составляет 0,7 Ом, мы можем рассчитать его максимальное внутреннее напряжение обмотки следующим образом: если этот ТТ рассчитан на подачу 800 В на его клеммы при вторичном токе 100 А через 0.7 Ом внутреннего сопротивления, это должно означать, что вторичная обмотка ТТ внутренне генерирует на 70 вольт больше, чем 800 вольт на своих выводах, или 870 вольт при чисто переменном токе. Учитывая, что коэффициент \ (X \ over R \) нашей энергосистемы равен 14 для учета переходных процессов постоянного тока, это означает, что мы должны снизить напряжение внутренней обмотки трансформатора тока с 870 вольт до 15 раз меньше, или 58 вольт. Применение этого нового ТТ к предыдущему сценарию отказа:
Расчет допустимого полного сопротивления цепи с учетом улучшенного напряжения нового ТТ:
\ [R_ {total} = {V_W \ over I_ {fault}} = {58 \ hbox {V} \ over 41.67 \ hbox {A}} = 1.392 \> \ Omega \]
Еще раз, мы можем рассчитать максимальное сопротивление провода, вычтя все другие сопротивления из максимального общего сопротивления цепи:
\ [R_ {wire} = R_ {total} — (R_ {CT} + R_ {реле}) \]
\ [R_ {провод} = 1,392 \> \ Омега — (0,7 \> \ Омега + 0,2 \> \ Омега) = 0,492 \> \ Омега \]
Таким образом, мы можем иметь сопротивление провода в этой цепи до 0,492 Ом, оставаясь в пределах номинальных значений трансформатора тока. Используя медный провод 10 AWG (с сопротивлением 1 Ом на 1000 футов), мы получаем общую длину проводника 492 фута, что составляет 246 футов расстояния между выводами CT и выводами реле.
Изучение применения трансформаторов тока | Силовая электроника
Трансформаторы тока могут выполнять управление цепями, измерять ток для измерения и управления мощностью, а также выполнять функции защиты и ограничения тока. Они также могут вызывать события в цепи, когда контролируемый ток достигает заданного уровня. Мониторинг тока необходим на частотах от линии электропередачи 50/60 Гц до более высоких частот импульсных трансформаторов, которые составляют сотни килогерц.
Задача трансформаторов тока состоит в том, чтобы думать о преобразовании тока, а не о соотношениях напряжений. Коэффициенты тока обратно пропорциональны отношениям напряжений. О трансформаторах следует помнить, что P _из = (P _из — потери мощности трансформатора). Имея это в виду, давайте предположим, что у нас есть идеальный трансформатор без потерь, в котором P _{на выходе} = P _на. Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток, этот продукт должен быть таким же на выходе, как и на входе.Это означает, что повышающий трансформатор 1:10 с повышением напряжения в 10 раз приводит к уменьшению выходного тока в 10 раз. Именно это происходит с трансформатором тока. Если трансформатор имел однооборотную первичную и десять витков вторичной обмоток, каждый ампер в первичной обмотке дает 0,1 А во вторичной обмотке или коэффициент тока 10: 1. Это в точности обратное соотношению напряжений — сохранение произведения вольт, умноженного на ток.
Как мы можем использовать этот преобразователь и знания для производства чего-то полезного? Обычно инженер хочет создать выходной сигнал на вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.Довольно часто этот выход выражается в вольтах на один ампер первичного тока. Устройство, которое контролирует это выходное напряжение, может быть откалибровано для получения желаемых результатов, когда напряжение достигает заданного уровня.
Нагрузочный резистор, подключенный к вторичной обмотке, создает выходное напряжение, пропорциональное величине резистора, в зависимости от величины тока, протекающего через него. С нашим трансформатором с соотношением витков 1:10, который обеспечивает соотношение по току 10: 1, нагрузочный резистор может быть выбран для получения желаемого напряжения.Если 1 А на первичной обмотке дает 0,1 А на вторичной обмотке, то по закону Ома увеличение нагрузочного резистора в 0,1 раза приведет к выходному напряжению на ампер.
Многие трансформаторы напряжения имеют регулируемые коэффициенты, которые обеспечивают желаемое выходное напряжение и компенсируют потери. Коэффициент поворотов или фактические повороты не являются главной заботой конечного пользователя. Только выходное напряжение и, возможно, регулировка и другие параметры потерь могут иметь значение. С трансформаторами тока пользователь должен знать коэффициент тока, чтобы использовать трансформатор.Знание количества усилителей на выходе является основой для использования трансформатора тока. Довольно часто конечные пользователи подключают к первичной обмотке провод через центр трансформатора. Они должны знать, что такое вторичные витки, чтобы определить, каким будет их выходной ток. Как правило, в каталогах витки трансформаторов указаны в качестве технических характеристик для использования.
Обладая этими знаниями, пользователь может выбрать нагрузочный резистор для получения желаемого выходного напряжения. Выходной ток 0.1 А для первичной обмотки 1 А на трансформаторе с соотношением витков 1:10 будет производить 0,1 В / А на нагрузочном резисторе 1 Ом, 1 В на ампер на нагрузке 10 Ом и 10 В на ампер на нагрузочном резисторе 100 Ом.
На рис. 1 показан идеальный коэффициент трансформации. В этом анализе вторичное сопротивление постоянному току (R _DCR) не учитывается. При рассмотрении вторичного тока только фактический ток влияет на V. От того, насколько хорошо этот ток может быть определен, зависит точность прогноза V.Сопротивление вторичной обмотки постоянному току лучше всего анализировать, отражая его на первичной обмотке с помощью R _DCR / N ².
При выборе нагрузочного резистора инженер может создать любое выходное напряжение на ампер, если оно не насыщает сердечник. Уровень насыщения сердечника является важным фактором при выборе трансформаторов тока. Максимальное произведение вольт-микросекунды указывает, с чем сердечник может работать без насыщения. Нагрузочный резистор является одним из факторов, регулирующих выходное напряжение.Существует ограничение на количество напряжения, которое может быть достигнуто на данной частоте. Поскольку частота = 1 / период цикла, если частота слишком низкая (период цикла слишком длинный), так что произведение напряжение-время превышает магнитную емкость сердечника, произойдет насыщение. Поток, который существует в сердечнике, пропорционален периоду напряжения, умноженному на цикл. Большинство спецификаций обеспечивают максимальное значение продукта вольт-микросекунды, которое трансформатор тока может обеспечить через нагрузочный резистор. Превышение этого напряжения с помощью слишком большого нагрузочного резистора приведет к насыщению трансформатора и ограничению напряжения.
Что произойдет, если нагрузочный резистор отключен или размыкается во время работы? Выходное напряжение будет расти, пытаясь развить ток, пока не достигнет напряжения насыщения катушки на этой частоте. В этот момент напряжение перестанет расти, и трансформатор не добавит дополнительного сопротивления к управляющему току. Следовательно, без нагрузочного резистора выходное напряжение трансформатора тока будет его напряжением насыщения на рабочей частоте.
В трансформаторе тока есть факторы, которые влияют на эффективность.Для полной точности выходной ток должен быть равен входному току, деленному на коэффициент трансформации. К сожалению, не весь ток передается. Часть тока не преобразуется во вторичную обмотку, а вместо этого шунтируется индуктивностью трансформатора и сопротивлением потерь в сердечнике. Как правило, индуктивность трансформатора составляет большую часть токового шунтирования, уменьшающего выходной ток. Вот почему важно использовать сердечник с высокой магнитной проницаемостью, чтобы достичь максимальной индуктивности и минимизировать ток индуктивности.Для получения ожидаемого вторичного тока и ожидаемой точности необходимо поддерживать точное соотношение витков. Рис. 2 показывает, что преобразованный ток меньше входного на:
I _{ПРЕОБРАЗОВАННЫЙ} = I _ВХОД -I _CORE -jI _MAG (1)
Как насчет влияния трансформатора на ток, который он контролирует? Здесь на сцену выходит термин «бремя». Любой измерительный прибор изменяет схему, в которой он измеряет.Например, подключение вольтметра к цепи вызывает изменение напряжения по сравнению с тем, которое было до подключения счетчика. Каким бы незначительным ни был этот эффект, напряжение, которое вы читаете, не является напряжением, существовавшим до подключения измерителя. То же самое и с трансформатором тока. Нагрузочный резистор на вторичной обмотке отражается на первичной обмотке посредством (1 / N ²), который обеспечивает сопротивление последовательно с током на первичной обмотке. Обычно это имеет минимальный эффект и обычно важно только тогда, когда вас беспокоит ток, который может существовать, когда трансформатор отсутствует в цепи, например, когда он используется в качестве временного измерительного устройства.
Обратите внимание на четыре компонента потерь в цепи Рис. 2 . Сопротивление первичного контура (PRI _DCR), сопротивление потерь в сердечнике (R _CORE), вторичного DCR (R _DCR) уменьшено на 1 / N ², а вторичного нагрузочного резистора R _BURDEN также уменьшается в N ² раз. Это потери, которые влияют на источник тока (I). Сопротивления косвенно влияют на точность трансформатора тока.Их влияние на цепь, которую они контролируют, изменяет ее ток. Сопротивление первичному постоянному току (PRI _dcr) и вторичное DCR / N ² (R _DCR / N ²) не отвлекают от входа I _{, который считывается или влияет на точность фактическое текущее показание. Скорее, они изменяют ток по сравнению с тем, каким он был бы, если бы трансформатор тока не был в цепи. За исключением нагрузочного резистора, эти резисторы потерь являются компонентами, которые способствуют потерям в трансформаторе и нагреву.}
Эти потери энергии обычно невелики по сравнению с мощностью контролируемой цепи. Обычно конструкция трансформатора и выбор нагрузочного резистора находятся в пределах максимальной потери энергии, которую может допустить конечный пользователь. Поскольку устройства с батарейным питанием становятся все более популярными, а потребление энергии способствует энергетическому кризису, даже эта мощность может вызывать беспокойство. В этих условиях может потребоваться особое внимание при проектировании к потребляемой мощности.
Трансформаторы тока — эффективный способ измерения тока.Поскольку нагрузочный резистор отражается к первичной обмотке посредством 1 / N ², сопротивление, наблюдаемое в контролируемой цепи, может быть очень маленьким. Это позволяет создать большее напряжение на выходе с минимальным влиянием на измеряемую цепь. Более простой и недорогой метод измерения тока — это использовать резистор, подключенный последовательно с током. Однако этот метод можно использовать только тогда, когда потребление энергии имеет второстепенное значение. В связи с более частым использованием устройств с батарейным питанием и преобладающей потребностью в снижении энергопотребления дополнительные расходы на трансформатор тока вскоре могут быть возмещены за счет использования.Кроме того, при большом токе или когда требуется напряжение любой величины, чувствительный резистор будет непрактичным.
.

Буквенный код	Максимально допустимая нагрузка при заявленной точности
Вт	12.5 вольт-ампер
X	25 вольт-ампер
M	35 вольт-ампер
Y	75 вольт-ампер
Z	200 вольт-ампер
ZZ	400 вольт-ампер

\ (I_S \)	\ (V_S \)	\ (V_P \)	\ (Z_S = V_S \ div I_S \)	Соотношение = \ (V_S \ div V_P \)
0.0308 A	75,14 В	0,1788 В	2,44 к \ (\ Omega \)	420,2
0,0322 А	100,03 В	0,2406 В	3,11 к \ (\ Omega \)	415,8
0,0375 А	150,11 В	0,3661 В	4,00 к \ (\ Omega \)	410,0
0,0492 А	301,5 В	0,7492 В	6,13 к \ (\ Omega \)	402.4
0,0589 А	403,8 В	1,0086 В	6,86 к \ (\ Omega \)	400,4
0,0720 А	500,7 В	1,2397 В	6.95 к \ (\ Omega \)	403,9
0,0883 А	548,7 В	1,3619 В	6,21 к \ (\ Omega \)	402,9
0,1134 А	575,2 В	1.4269 В	5,07 к \ (\ Omega \)	403.1
0,1259 А	582,0 В	1.4449 В	4,62 к \ (\ Omega \)	402,8
0,1596 А	591,3 В	1.4665 В	3,70 к \ (\ Omega \)	403,2
0,2038 А	600,1 В	1.4911 В	2,94 к \ (\ Omega \)	402,5