Что такое и для чего нужен трансформатор тока 

Автор Alexey На чтение 4 мин. Просмотров 813 Опубликовано 11.01.2016 Обновлено 11.01.2016

При использовании различных энергетических систем возникает необходимость в преобразовании определенных величин в аналоги с пропорционально измененными значениями.

Такая операция позволяет воссоздавать процессы в электронных устройствах, гарантируя безопасные учет их потребления. Для этого используется специальное оборудование — трансформатор тока наружной установки.

Когда нужны трансформаторы тока?

Измерительные трансформаторы тока предназначены для замера характеристик, ограниченных номинальным напряжением. Последняя величина варьируется от 0.66 до 750 кВ. ТТ широко используются для различных целей:

1. При отделении низковольтных учетных приборов и реле от первичного напряжения в сети, что обеспечивает безопасность электрослужбам во время ремонта и диагностики.
2. Силами трансформаторов тока релейные защитные цепи получают питание. В случае короткого замыкания или проблем с режимами работы электроприборов ТТ обеспечивает корректную и оперативную активацию релейной защиты.
3. Используются для учета электроэнергии с помощью счетчика.

На практике встречаются различные модели измерительных трансформаторов и в компактных электроприборах с малым корпусом, и в полноценных энергетических установках с огромными габаритами.

Классификация и расчет

Расчет и выбор трансформаторов тока следует начинать с изучения классификации представленных на рынке устройств. Все ТТ в первую очередь подразделяются на две категории в зависимости от целевого назначения:

1. Для измерения показателя счетчика.
2. Для защиты электрооборудования.

Эти же категории, в свою очередь, классифицируются на виды в зависимости от типа подключения:

• предназначенные для работы на открытом воздухе;
• функционирующие в закрытом помещении;
• используемые в качестве встроенных элементов электрооборудования;
• накладные, предназначенные для для проходного изолятора;
• переносные, дают возможность осуществлять расчет в любом месте;

Все трансформаторы тока могут иметь различный коэффициент трансформации, который получают при изменений количества витков первичной или вторичной обмотки. Также эти устройства различаются по количеству ступеней работы на одноступенчатые и каскадные.

Если рассматривать конструктивные особенности, то ТТ могут иметь различную по типу изоляцию:

• сухую, изготовленную из фарфора, бакелита или литой эпоксидной изоляции;
• бумажно-масляную;
• газонаполненную;
• залитую компаундом;

Также исходя из характеристик конструкции, выделяют катушечные, одновитковые и многовитковые ТТ с литой изоляцией.

Как выбрать трансформатор тока наружной установки для счетчика электроэнергии?

Расчет и выбор трансформаторов тока для счетчика следует начинать с анализа базовых параметров номинального тока:

• номинальное напряжение сети;
• параметр номинального тока первичной и вторичной обмотки;
• коэффициент трансформации;
• класс точности;
• особенности конструкции;

При выборе номинального напряжения устройства необходимо подбирать значение превышающие или идентичное максимальному рабочему напряжению. Если рассматривать вариант счетчика 0.4 кВ, то здесь потребуется измерительный трансформатор на 0.66 кВ.

Подключение счетчика через трансформаторы тока представлено на это фото

Значение номинального тока вторичной обмотки для того же счетчика, как правило, составляет 5 А. А вот с параметром для первичной обмотки нужно быть осторожнее. От этого значения зависит практически все подключение. Номинальный ток первичной обмотки формуется относительно коэффициента трансформации.

Последний следует выбирать по нагрузке с учетом работы в аварийных ситуациях. Согласно официальным правилам устройства электроустановок, допустимо подключение и использование трансформаторных устройств с завышенным коэффициентом трансформации.

Класс точности следует выбирать в зависимости от целевого назначения счетчика электричества. Коммерческий учет требует высокий класса точности — 0.5S, а технический учет потребления допускает параметр точности в 1S.

Говоря о конструкции ТТ, нужно учесть, что для счетчика с напряжением до 18 кВ используются однофазные или трехфазные ТТ. Для более высоких значений подойдут только однофазные конфигурации.

Как осуществляется подключение измерительного ТТ тока для счетчика?

Обозначение на схеме

Специалисты не рекомендуют осуществлять подключение счетчика с помощью трехфазного ТТ. Это обусловлено его несимметричной магнитной системой и увеличенной погрешностью. В этом случае оптимальным вариантом будет группа из 2 однофазных приборов, соединенных в неполный треугольник.

Подробнее изучить классификацию, базовые параметры и технические требования на подключение и расчет ТТ для счетчика электроэнергии можно в ГОСТ 7746-2001.

Зачем нужен трансформатор напряжения? — flagman-ug.ru

Трансформаторы напряжения — назначение и принцип действия

Они встречаются везде, где присутствует необходимость преобразовать высокое напряжение сети в пропорционально более низкое значение. В этом и есть их назначение: преобразование величины напряжения. ТН-ы используют для:

• уменьшения величины напряжения до величины, которую безопасно и удобно использовать в цепях измерения (вольтметры, ваттметры, счетчики), защиты, автоматики, сигнализации
• защиты от высокого напряжения вторичных цепей, а следовательно и человека
• повышения напряжения при испытаниях изоляции различного эо
• на подстанциях ТН используют для контроля изоляции сети, работы в составе устройства сигнализации или защиты от замыканий на землю

Если бы не существовало трансформаторов напряжения, то, например, чтобы измерить напряжение на шине 10кВ, пришлось бы сооружать супермощный вольтметр с изоляцией, выдерживающей 10кВ. А это уже габариты ого-го. А ещё плюс к этому необходимо соблюсти точность измерений. Проблемка, но и это не всё. Если в таком приборе что-то коротнет, то электрик ошибается однажды…. при выборе профессии. 10кВ, а ведь есть и 750кВ, как там померить? Загвоздочка. Поэтому отдаем почести изобретателям трансформаторов, и в частности трансформаторов напряжения. Отвлеклись, продолжаем.

Прежде, чем двигаться дальше, нарисую однофазный ТН, чтобы было наглядно и более понятнее далее в изложении материала.

Значит на рисунке сверху у нас приходит напряжение на выводы А, Х трансформатора напряжения на первичную обмотку(1). Это напряжение номинальное напряжение, первичное напряжение. Далее оно трансформируется до величины вторичного напряжения, которое находится на вторичной обмотке (3). Выводы вторичной обмотки — а, х. Вывод вторичной обмотки заземляются. В — это вольтметр, но это может быть и другое устройство. (2) — это магнитопровод ТНа.

Принцип работы ТН

Принцип действия трансформатора напряжения аналогичен принципу работы трансформатора тока. Обозначим это еще раз. По первичной обмотке проходит переменный ток, этот ток образует магнитный поток. Магнитный поток пронизывает магнитопровод и обмотки ВН и НН. Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка, то по ней начинает течь ток, который возникает из-за действия ЭДС. ЭДС наводится из-за действия магнитного потока. Подбирая разное количество витков первичной и вторичной обмоток можно получить нужное напряжение на выходе. Более подробно это показано в статье про векторную диаграмму трансформатора напряжения.

Если на ТН подавать постоянное напряжение, то ЭДС не создается постоянным магнитным потоком. Поэтому ТНы выпускают на переменное напряжение. Коэффициентом трансформации трансформатора напряжения называют естественно отношение напряжения первичной обмотки к напряжению вторичной и записывают через дробь. Например, 6000/100. Когда приходят молодые студенты, они иногда на вопрос какой коэффициент отвечают 60. Не стоит так делать.

Классификация трансформаторов напряжения

ТНы классифицируются по следующим параметрам:

• напряжение первичной обмотки (3, 6, 10 … 750кВ)
• напряжение основной вторичной обмотки (100 В — для однофазных, включаемых между фазами, трехфазных; 100√3 — однофазных, включаемых между фазой и землей напряжение дополнительной вторичной обмотки (100В — однофазные в сети с заземленной нейтралью, 100√3 — однофазные в сети с изолированной нейтралью
• число фаз (однофазные, трехфазные)
• количество обмоток (двухобмоточные, трехобмоточные)
• класс точности (0,1 0,2 0,5 1 3 3Р 6Р)
• способ охлаждения (сухие, масляные, газонаполненные)
• изоляция (воздушно-бумажная, литая, компаунд, газ, масло, фарфор)

На напряжение 6, 10кВ используют литые ТНы, залитые эпоксидной смолой. Эти аппараты устанавливают в распредустройствах. Они занимают меньшие габариты, по сравнению с масляными. Также к их плюсам стоит отнести меньшее количество ухода за ними.

электромагнитные и емкостные

Если открыть объемы и нормы испытаний электрооборудования на странице ТНов, то можно увидеть, что трансформаторы напряжения там разделяются на электромагнитные и емкостные. В чем же состоит различие этих типов оборудования.

Электромагнитными считаем все ТНы в которых преобразование происходит по принципу, описанному выше (магнитные потоки, ЭДС и так далее). Индукционный ток, в брошюрах западных производителей их называют индуктивными, в противоположность емкостным. По моему всё именно так.

А вот емкостные трансформаторы напряжения, или же всё таки емкостные делители напряжения… Тут история умалчивает. Принцип работы такого оборудования можно понять, если нарисовать схему.

Вот, например схема ТН марки НДЕ-М. Они выпускаются на напряжение выше 110кВ. Состоит из емкостного делителя и электромагнитного устройства. Емкостной делитель состоит из конденсаторов С1 и С2. Принцип емкостного делителя в следующем. Напряжение линии Л делится обратно пропорционально величинам емкостей С1 и С2. То есть мы подключаем к С2 наш ТН и напряжение на нем пропорционально входному, которое идет по Л, но гораздо меньше его. Раз рассматриваем НДЕ, то вот табличка величин напряжения для разных классов оборудования.

Электромагнитное устройство состоит из понижающего трансформатора, реактора и демпфера.

Реактор предназначен для компенсации емкостного сопротивления и следовательно уменьшения погрешности.

Электромагнитный демпфер предназначен для устранения субгармонических колебаний, которые могут возникать при включениях и коротких замыканиях в обмотках ТНа.

Чем выше класс напряжения, тем емкостные трансформаторы напряжения выгоднее своих собратьев. За счет снижения размеров изоляции и материалов.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Трансформаторы тока и напряжения

Без электроснабжения невозможно представить нашу жизнь. Чтобы электрическая система работала без сбоев или не пришла в негодность из-за неисправности в кабеле или в силовом оборудовании, её параметры необходимо контролировать, замерять. Диагностика, заключающаяся в проведении электрических измерений, способна выявить причины сбоев и вовремя устранить их. Для этого применяются приборы, измеряющие величины токов, напряжений, мощности.

Но если в электроустановках с низким напряжением возможно подключение измерительных приборов напрямую, непосредственно к измеряемому узлу, то в высоковольтных цепях проблематично отследить параметры без применения измерительных трансформаторов. В электроустановках напряжение доходит до 750 кВ и выше, а токи устанавливаются в десятки килоампер и более. Для «прямого» измерения потребовались бы громоздкое и дорогое оборудование, а иногда измерения вообще не возможно было бы произвести. Также, при обслуживании приборов, напрямую подключенных к сети высокого напряжения, персонал подвергался бы опасности поражения током.

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) способствуют расширению пределов измерений обычных измерительных устройств и одновременно изолируют их от цепей высокого напряжения. Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики подлежат первичной и периодической поверке на правильность работы.

Наиболее часто в сетях переменного тока применяются электромагнитные трансформаторы. Они состоят из магнитопровода, первичной и одной или нескольких вторичных обмоток. ТТ преобразовывает замеряемый высокий ток в малый, а ТН — измеряемое высшее напряжение в низшее. Измерительные трансформаторы включаются в цепи между высоковольтным оборудованием и контрольно-измерительными приборами: амперметрами, вольтметрами, ваттметрами, приборами релейной защиты, телемеханики и автоматики, счетчиками энергии.

Зачем нужны измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные ТН относятся к преобразователям электрической энергии, которые:

• трансформируют напряжение участка сети или установки в напряжение приемлемой величины для осуществления измерений с помощью стандартных измерительных устройств, питания релейной защиты, устройств сигнализации, автоматики, телемеханики;
• изолируя вторичные приборы и цепи, защищают оборудование от высокого напряжения и персонал, имеющего доступ к обслуживанию электроустановок, от поражения током.

Подключение ТН к высоковольтной части электроустановки осуществляется соединением его первичной обмотки «в параллель» к цепи высокого напряжения. Номинал вторичных обмоток трансформатора напряжения составляет обычно 100 В. Так как сопротивление измерительных приборов, подключаемых к вторичной обмотке, велико, током можно пренебречь. Поэтому основной режим работы ТН подобен режиму холостого хода типового силового трансформатора.

Трансформаторы напряжения и их конструкция

Трансформаторы напряжения подразделяются:

• по числу фаз: на одно- и трехфазные;
• по числу вторичных обмоток: двухобмоточный ТН имеет одну вторичную обмотку, трехобмоточный — две: основную и дополнительную;
• по назначению вторичных обмоток: с основной вторичной обмоткой, с дополнительной, со специальной компенсационной — для контроля изоляции цепи;
• по особенностям исполнений — на трансформаторы защищенного типа, водозащищенного типа (защита от капель и влаги), герметичные, со встроенным предохранителем и с антирезонансной конструкцией;
• по принципу действия и особенностям конструкций: на каскадные, ёмкостные, заземляемые и не заземляемые.

У каскадного ТН первичная обмотка разделена на несколько поочередно соединенных секций, передача энергии от которых к вторичным обмоткам происходит посредством связующих и выравнивающих обмоток. У ёмкостного ТН в конструкции имеется ёмкостный делитель. Заземляемый однофазный ТН — устройство, у которого один конец первичной обмотки должен быть заземлен. У заземляемого трехфазного ТН должна быть заземлена нейтраль первичной обмотки. Все части первичной обмотки не заземляемого ТН изолированы от земли.

Зачем нужны трансформаторы тока

Трансформатор тока — базовый измерительный аппарат в электроэнергетике, применяемый для преобразования тока первичной сети во вторичный стандартный ток величиной 5 А или 1 А. Первичная обмотка соединяется непосредственно с цепью высокого напряжения последовательным способом подключения. Вторичная обмотка включается во вторичные цепи измерений, защиты и учета. 5А — часто встречающийся номинал вторичной обмотки.

Принцип действия и конструкция трансформаторов тока

Первичная обмотка ТТ включается в разрез линейного провода (последовательно с нагрузкой), в котором измеряется сила тока. Вторичная обмотка замкнута на измерительное устройство с малым сопротивлением. Поэтому, в отличие от силового трансформатора, для которого режим короткого замыкания является аварийным, нормальным режимом для измерительного ТТ являются условия, близкие к КЗ, так как сопротивление во вторичной цепи у него мало.

Через первичную обмотку, имеющую определённое количество витков, течет ток. Вокруг катушки наводится магнитный поток, который улавливается магнитопроводом. Пересекая перпендикулярно ориентированные витки вторичной обмотки, магнитный поток формирует электродвижущую силу. Под влиянием последней возникает ток, протекающий по катушке и нагрузке на выходе. Одновременно на зажимах вторичной цепи образуется падение напряжения.

По конструктиву и применению ТТ условно подразделяются на несколько разновидностей:

• Опорные монтируются на опорной плоскости.

• Проходные используются в качестве ввода и устанавливаются в металлических конструкциях, в проемах стен или потолков.

• Встраиваемые размещаются в полости оборудования: электрических выключателей, генераторов и других электроаппаратов и машин.

• Разъемные не имеют своей первичной обмотки. Их магнитопроводы из двух половинок, стягиваемых болтами, можно размыкать и закреплять вокруг проводников под током. Эти проводники исполняют роль первичных обмоток.

• Шинные изготавливаются тоже без первичных обмоток — их роль выполняют пропущенные сквозь окна магнитопроводов ТТ токоведущие шины распредустройств.

• Накладные надеваются сверху на проходной изолятор.

• Переносные предназначаются для лабораторных и контрольных измерений.

По выполнению первичной обмотки ТТ подразделяются на одновитковые и многовитковые, а по числу вторичных обмоток — на устройства с одной обмоткой и с несколькими вторичными обмотками (до четырёх, пяти). По числу ступеней трансформации — на одноступенчатые и каскадные.

К общей классификации трансформаторов обоих типов относятся: количество коэффициентов трансформации (однодиапазонные и многодиапазонные), критерии по материалу диэлектрика между первичной и вторичной обмотками и по материалу внешней изоляции — маслонаполненные, газонаполненные, сухие, с литой, фарфоровой и прессованной изоляцией, с вязкими заливочными компаундами, комбинированные бумажно-масляные. ТТ и ТН устанавливаются на открытом воздухе, в закрытых и в подземных установках, на морских и речных судах, внутри оболочек электроустановок и связываются контрольными проводами и кабелями с оборудованием вторичных цепей. По диапазону рабочего напряжения выделяют трансформаторы, функционирующие в устройствах до 1000 В и выше 1000 B. Трансформаторы также классифицируются по классу точности.

Видео про трансформаторы тока

Кратко о назначении трансформатора тока, составе и особенностях конструкции, о схеме и принципе работы. Почему нельзя допускать размыкание вторичных цепей трансформатора тока без предварительного их замыкания накоротко? Почему на напряжение выше 330 кВ изготавливаются ТТ каскадного типа? Об этом и об измерительном трансформаторе тока для подстанции 750 кВ вы узнаете из видео.

Что такое трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения — это одна из разновидностей трансформаторов, который нужен для:

1. преобразования электрической мощности и питания различных устройств,
2. гальванической развязки цепей высокого напряжения (6 кВ и выше) от низкого (обычно 100 В) напряжения вторичных обмоток.
3. измерения напряжения на подстанциях и питания всевозможных реле защиты

измерительный трансформатор напряжения

Измерительный трансформатор напряжения служит для понижения высокого напряжения, подаваемого в установках переменного тока на измерительные приборы и реле защиты и автоматики.

Трансформатор напряжения принцип работы

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чего он обеспечивает безопасность их обслуживания на подстанции.

Основное принципиальное отличие измерительных трансформаторов напряжения (ТН) от трансформаторов тока (ТТ) состоит в том, что они, как и все силовые модели, рассчитаны на обычную работу без закороченной вторичной обмотки.

В то же время, если силовые трансформаторы предназначены для передачи транспортируемой мощности с минимальными потерями, то измерительные трансформаторы напряжения конструируются с целью высокоточного повторения в масштабе векторов первичного напряжения.

измерительный трансформатор напряжения

Принципы работы трансформатора напряжения

Конструкцию трансформатора напряжения, как и трансформатора тока, можно представить магнитопроводом с намотанными вокруг него двумя обмотками:

Специальные сорта стали для магнитопровода, а также металл их обмоток и слой изоляции подбираются для максимально точного преобразования напряжения с наименьшими потерями. Число витков первичной и вторичной катушек рассчитывается таким образом, чтобы номинальное значение высоковольтного линейного напряжения сети, подаваемое на первичную обмотку, всегда воспроизводилось вторичной величиной 100 вольт с тем же направлением вектора для систем, собранных с заземленной нейтралью.

Если же первичная схема передачи энергии создана с изолированной нейтралью, то на выходе измерительной обмотки будет присутствовать 100/√3 вольт.

Для создания разных способов моделирования первичных напряжений на магнитопроводе может располагаться не одна, а несколько вторичных обмоток.

Устройство однофазного трансформатора напряжения

Устройство однофазного трансформатора напряжения:

• а — общий вид трансформатора напряжения;
• б — выемная часть;
• 1,5 — проходные изоляторы;
• 2 — болт для заземления;
• 3 — сливная пробка;
• 4 — бак;
• 6 — обмотка;
• 7 — сердечник;
• 8 — винтовая пробка;
• 9 — контакт высоковольтного ввода

Однофазные трансформаторы напряжения получили наибольшее распространение. Они выпускаются на рабочие напряжения от 380 В до 500 кВ.

Конструктивные размеры и масса ТН определяются не мощностью, как у силовых трансформаторов, а в основном объемом изоляции первичной обмотки и размерами её выводов высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения с номинальным напряжением от 380 В до 6 кВ имеют исполнение с сухой изоляцией (обмотки выполняются проводом марки ПЭЛ и пропитываются асфальтовым лаком).

Свердловский завод трансформаторов тока выпускает трансформаторы напряжения на 6, 10, 35 кВ с литой изоляцией.

У трансформаторов напряжением 10 — 500 кВ изоляция масляная (магнитопровод погружен в трансформаторное масло).

Пример назначение и область применение трансформаторов напряжения ЗНОЛ-НТЗ

Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.

Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий. Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх.

схема включения обмоток трансформатора напряжения ЗНОЛ-НТЗ

• См. трансформаторы ЗНОЛ, схемы характеристики в таблице

Схемы включения трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы применяются для замера линейных и/или фазных первичных величин. Для этого силовые обмотки включают между:

• проводами линии с целью контроля линейных напряжений;
• шиной или проводом и землей, чтобы снимать фазное значение.

Важным элементом безопасности измерительных трансформаторов напряжения является заземление их корпуса и вторичной обмотки.

На заземление трансформаторов напряжения обращается повышенное внимание, ведь при пробое изоляции первичной обмотки на корпус или во вторичные цепи в них появится высоковольтный потенциал, способный травмировать людей и сжечь оборудование.

Преднамеренное заземление корпуса и одной вторичной обмотки отводит этот опасный потенциал на землю, чем предотвращает дальнейшее развитие аварии.

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из магнитопровода, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. На рис. 2.1. показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение Ub a напряжение вторичной обмотки U2 подведено к измерительному прибору.

рис. 2.1 Схема включения однофазного трансформатора напряжения

Трансформаторы применяются в наружных (типа НОМ-35, серий ЗНОМ и НКФ) или внутренних установках переменного тока напряжением 0,38-500 кВ и номинальной частотой 50 Гц. Трехобмоточные трансформаторы НТМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, серии НКФ (кроме НКФ-110-5 8) — с заземленной нейтралью.

В электроустановках используются однофазные, трехфазные (пятистержневые) и каскадные трансформаторы напряжения (ТН). Выбор того или иного типа трансформатора напряжения зависит от напряжения сети, значения и характера нагрузки вторичных цепей и назначения трансформатора напряжения (для целей изменения, для контроля однофазных замыканий на землю, для питания устройств релейной защиты и автоматики).

Ввиду относительно высокой стоимости ТН для сетей 110-750 кВ они в ряде случаев, там, где это возможно по условиям работы систем измерения, защиты и автоматики электроустановок, заменяются емкостными делителями напряжения.

По изоляции различают трансформаторы напряжения с сухой и масляной изоляцией.

Обозначение трансформатора напряжения на схеме

Предохранители трансформаторов осуществляют защиту трансформаторов напряжения от повреждения в случае их работы в ненормальном режиме — при однофазном замыкании на землю, при возникновении в сети феррорезонансных явлений или в случае наличия короткого замыкания в первичной обмотке трансформатора напряжения.

Трёхфазный трансформатор

Среди электромагнитных устройств данного типа выделяется трёхфазный трансформатор. Он имеет магнитную и гальваническую связи фаз. Наличие схемы первого типа обусловлено соединением магнитопроводов в одну систему. При этом потоки магнитного воздействия расположены относительно друг друга под углом 120 °. Стержень в данной системе не нужен, так как при объединении центров трёх фаз сумма электромагнитных русел равняется нулю вне зависимости от времени. Благодаря этому схема с шестью стержнями преобразуется в трёхстержневую.

В соединении обмоток устройства можно использовать схемы трёх типов:

• Соединение в виде звезды может осуществляться с выводом от общих точек или же без него. Здесь каждую обмотку соединяют с нейтральной точкой.
• По треугольной схеме фазы соединяются последовательно.
• Зигзаг-это схема, которая чаще всего применяется во время отвода от общей точки. В ней соединяются три обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопроводов.

Применение трёхфазного трансформатора является более экономичным, чем использование соединённых однофазных конструкций.

Нагрузка трансформаторов напряжения

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения—это мощность внешней вторичной цепи. Под номинальной вторичной нагрузкой понимают наибольшую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности.

Конструкции трансформаторов напряжения

В установках напряжением до 18 кВ применяются трехфазные и однофазные трансформаторы, при более высоких напряжениях — только однофазные.

При напряжениях до 20 кВ имеется большое число типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ, НТМИ, НТМК), с литой изоляцией (ЗНОЛ). Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазных трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20 -24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в комплектных токопроводах мощных генераторов. В установках напряжением 110 кВ и выше применяют трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЕ.

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для уменьшения первичных напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию приборов и реле.

Видео: Трансформаторы напряжения

Технические характеристики трансформаторов напряжения, схемы включения. Факторы, влияющие на класс точности. Виды трансформаторов напряжения, расшифровка маркировки.

Чем отличаются трансформаторы напряжения от трансформаторов тока

Давайте разберемся, для чего нужен трансформатор напряжения и какие функции он выполняет? Данное устройство необходимо службам, занимающимся учетом электроснабжения. Функция электросетей – выработка энергии, передача ее на большие расстояния и перераспределение электрической энергии между потребителями. Именно для этих целей существует данный прибор.

Трансформаторы промышленного типа широко используются на электроподстанциях. Более мелких размеров трансформаторы находят свое применение во многих цепях бытовых электроприборов. Такие устройства изменяют напряжение – увеличивают либо понижают его. Появления трансформатора стало возможным после того, как Майкл Фарадей открыл в 1831 году электромагнитную индукцию.

В статье информация о всех особенностях трансформаторов напряжения, описаны их технические характеристики. В качестве бонуса, в статье содержится видеоролик о трансформаторах, а также материл на данную тему.

Расшифровка аббревиатур устройств

Различаются и по способу изоляции, сухая, она же литая и масляной. У каждого свое, буквенное обозначение трансформатора. Есть на разные классы напряжения, такие как, нтми-10, ном-10, зном-35, ном-35, нкф-110, нами-10. В предыдущем предложении, цифры означают номинальное напряжение. Начнём с самой важной буквы, которая находится в самом начале практически всех аббревиатур, это буква Н. Она как раз и означает трансформатор напряжения. Кстати говоря, его сокращённо называют просто ТН.

Следующие по списку и по важности буква это, Т и О, которые означаю количество фаз. Трехфазный и однофазный соответственно. У буквы Т есть ещё одно значение, она означает что, трансформатор трёх обмоточный. Следующие буквы, относятся к изоляции и способам охлаждения. Она может быть, литой (Л), С сухой, Естественное мысленно охлаждение, маркируется буквой М.

Следующие значения, можно отнести к дополнительным функциям. Для подключения измерительных приборов, наносится (И). Если видим (К), следует понимать, что в трансформаторе напряжения есть дополнительная обмотка, которая уменьшает угловую погрешность или каскад. «З» – наличие заземляющего вывода. Активную часть, часто помещают в фарфоровую покрышку, поэтому присутствует символ «Ф». (У) — относится к установки в умеренно климате. Д, Е – делитель, имеет определённую ёмкость.

Виды и их особенности

Кроме рассмотренных выше понижающих и повышавших приборов выпускаются и другие модели:

• тяговые;
• лабораторные, в которых возможно регулировать напряжение;
• для выпрямительных установок;
• источники питания для радиоаппаратуры.

Все они относятся к одной большой группе трансформаторов – силовым. Есть еще одна разновидность такого оборудования. Это устройства, используемые для подключения к цепям высокого напряжения различных электроизмерительных приборов. Они получили название измерительных трансформаторов напряжения. Также эти приборы находят широкое применение при электросварке. Имеют отличия и в конструктивном исполнении. В зависимости от этого различают двух и многообмоточные измерительные трансформаторы тока и напряжения. Такие приборы используются для проведения измерений и питания цепей автоматики, релейной защиты. Они могут быть одно- или трехфазные с масляным или воздушным охлаждением.

Влияет на классификацию, и форма магнитопровода. Он может быть:

При этом различают два вида конструкции обмоток:

По классу точности устройства подразделяются на 4 категории:

Еще одним параметром, влияющим на специфику применения измерительных трансформаторов тока и напряжения, является способ установки. В зависимости от него изделия бывают следующих типов:

Критерии выбора оборудования

Трансформатор напряжения состоит из двух обмоток и сердечника. Обмотки также подразделяются на первичную и вторичную. Вот тут и начинаются различия, если сравнивать трансформатор напряжения с трансформатором тока. Первичная обмотка трансформатора напряжения содержит значительно больше витков, чем вторичная.

На первичную обмотку подается напряжение, которое нам нужно измерить а к вторичной обмотке подсоединяется вольтметр. Обычно приобретая оборудование ориентируются не его основные параметры. Для трансформатора таковыми являются:

• напряжения обмоток, которые указываются на щитке;
• коэффициент трансформации;
• угловой погрешности.

Необходимо также ориентироваться на условия эксплуатации. Поэтому самыми важными параметрами при выборе оказываются нагрузка, сфера применения и напряжение короткого замыкания трансформатора. На первом этапе необходимо убедиться в том, что мощности модели будет достаточно для того чтобы справиться не только с поставленной задачей, но и возможными перегрузками. Неплохо иметь прибор, параметры которого могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Но ориентироваться только на эти характеристики недопустимо. Так как для эффективной работы трансформатора напряжения 110 кВ важны и его технические характеристики:

1. частота тока;
2. фазность;
3. способ установки;
4. место расположения;
5. нагрузка.

Кроме этого нужно определить подходит ли вам цена устройства, а также стоимость его дальнейшего обслуживания. Параметры выбора трансформаторов тока приведены в таблице ниже.

Как работает

После того, как в первичной обмотке появится переменное напряжение U1, в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток Ф, который возбуждает напряжение во вторичной обмотке U2. Это наиболее простое и краткое описание принципа работы трансформатора напряжения. Самым главным параметром трансформаторов является «коэффициент трансформации» и обозначается латинской «n». Он вычисляется делением напряжение в первичной обмотке на напряжение во вторичной обмотке или количества витков в первой катушки на количество витков во второй катушке.

Этот коэффициент позволяет рассчитать необходимые параметры вашего трансформатора для выбранного устройства. Например, если первичная обмотка имеет 2000 витков, а вторичная -100 витков, то n=20. При напряжении сети 240 вольт, на выходе устройства должно быть 12 вольт. Так же, можно определить количество витков при заданных, входном и выходном, напряжениях.

Чем отличаются

По определению эти устройства предназначены для работы с разными электрическими величинами, как основными и соответственно, схемы включения будут различными. Например, трансформатор тока питается от источника тока и не работает, даже может выйти из строя, если его обмотки не нагружены и через них не идет электрический ток. Трансформатор напряжения питаются от источников напряжения и, наоборот, не может долго работать в режиме с большими токовыми нагрузками.

Измерительные трансформаторы

При эксплуатации оборудования с высокими рабочими напряжениями и большими токами потребления встает вопрос их измерения и контроля. Здесь на помощь приходят измерительные трансформаторы. Они обеспечивают гальваническую развязку измерительного оборудования от цепей с повышенной опасностью и снижение измеряемой величины до уровня, необходимого для замеров.

Прежде чем покупать трансформатор напряжение, нужно проанализировать все требования, выдвигаемые к устройству. Необходимо учитывать не только рабочие напряжения, но и токи нагрузки при использовании трансформатора в различных приборах.

Трансформаторы напряжения можно изготовить самому, но если вам нужен простой бытовой трансформатор с напряжением на 220 вольт и понижением до 12 вольт, то лучше его приобрести. Сколько стоят трансформаторы напряжения можно узнать на любом интернет-сайте, как правило, на бытовые понижающие трансформаторы напряжения цены не очень высоки.

Феррорезонанс и способы защиты от него

Феррорезонансный контур в сети с изолированной нейтралью — это контур нулевой последовательности с нелинейной характеристикой намагничивания. Трехфазный заземляемый трансформатор напряжения, по конструктиву, это три однофазных трансформатора, соединенные по схеме звезда/звезда, с обособленной магнитной системой. При перенапряжениях в сети индукция в магнитопроводе увеличивается, как минимум в 1,73 раза.

Существует множество способов защиты ТН от резонансных явлений в сети:

• изготовление ТН с максимально уменьшенной рабочей индукцией;
• включение в цепь ВН и НН дополнительных демпфирующих сопротивлений;
• изготовление трехфазных трансформаторов напряжения с единой магнитной системой в пятистержневом исполнении;
• применение специальных устройств, включаемых в цепь разомкнутого треугольника;
• заземление нейтрали трехфазного трансформатора напряжения через токоограничивающий реактор;
• применение специальных компенсационных обмоток и т.д.;
• применение специальных релейных схем, для защиты обмотки ВН от сверхтоков.

Все эти меры в той или иной степени защищают измерительный трансформатор напряжения, но не решают проблему в корне.

Заземляемые устройства

Заземляемые трансформаторы напряжения применяются в сетях с изолированной нейтралью. Заземление нейтрали ТН позволяет осуществлять контроль изоляции сети с помощью дополнительных вторичных обмоток, соединенных по схеме звезда/треугольник. На наш взгляд, это основная функция заземляемых трансформаторов, функция измерения и учета — дополнительная.

Зачастую, в электрических сетях эксплуатируются заземляемые трансформаторы напряжения, у которых защитные обмотки не используются. Применение заземляемых трансформаторов без использования функции контроля изоляции сети — неоправданный риск. Это связано с тем, что:

• заземляемые трансформаторы напряжения подвержены влиянию феррорезонансных явлений;
• изоляцию обмотки ВН невозможно испытать в условиях эксплуатации приложенным одноминутным напряжением промышленной частоты.

Незаземляемые приборы

Для решения всех вопросов, связанных с эксплуатацией заземляемых трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью, на нашем предприятии разработана новая трехфазная группа. Трехфазная 3хНОЛ.08-6(10)М группа, состоящая из трех незаземляемых трансформаторов, соединенных по схеме треугольник/треугольник. Основное преимущество 3хНОЛ.08-6(10)М — отсутствие заземляемого вывода с ослабленной изоляцией.

Это значит, что трансформатор не подвержен влиянию феррорезонанса и не требует дополнительных защит от его воздействия. Также изоляцию этого трансформатора возможно испытать приложенным одноминутным напряжением промышленной частоты в условиях эксплуатации, так как в этом случае нет необходимости в источнике повышенной частоты.

У незаземляемых трансформаторов нет высоковольтных выводов с ослабленной изоляцией, что так-же позволит избежать нарушений, которые зачастую случаются в эксплуатации, при определении сопротивления изоляции вывода «Х», так как есть разночтения в нормативной документации. На сегодняшний день большое количество пунктов коммерческого учета (ПКУ) имеют в своем составе заземляемые трансформаторы напряжения со встроенными предохранителями (ЗНОЛП). При однофазных замыканиях на землю, а они как указывалось выше, случаются достаточно часто в воздушных распределительных сетях, срабатывает встроенное защитное предохранительное устройство (ЗПУ). Встраиваемое ЗПУ, прежде всего, предназначено для защиты трансформатора напряжения от коротких замыканий во вторичных цепях.

Так как ток срабатывания предохранителя достаточно мал, то при различных перенапряжениях, вызванных, в том числе, и однофазными замыканиями на землю, — происходит отключение ТН. ЗПУ защищает обмотку ВН от сверхтоков, которые возможны при различных технологических нарушениях в электрических сетях. При срабатывании предохранителя учет электроэнергии будет отсутствовать. Для восстановления учета, необходимо заменить плавкую вставку ЗПУ.

Ремонт оборудования

Что касается ремонтных работ, то для их проведения прибор должен быть отключен от сети. Запрещено эксплуатировать трансформатор с незаземленным цоколем, а все неисправности должны устраняться специалистами. Исправное оборудование в процессе работы издает равномерный звук без треска и резких шумов. Кроме того, в сетях до 10 кВ случаются резонансные повышения напряжения. Причиной их появления считается многократные разряды емкости, получающиеся в результате дугового замыкания. Это в свою очередь приводит к образованию феррорезонанса в трансформаторе напряжения и выходу его из строя. Избежать этого можно при заземлении нейтрали через резистор.

Трансформатор напряжения — что это?

В первую очередь необходимо разобраться: трансформатор напряжения — что это такое. Это особое устройство, которое необходимо для образования гальванической развязки. Иными словами, без прямого контакта с помощью данного устройства соединяются цепи высокого и низкого напряжения. С помощью него можно удешевить эксплуатацию оборудования, а также сделать его надежнее и проще в работе одновременно. Также необходим трансформатор для того, чтобы обеспечить безопасность.

Чаще всего подобный агрегат работает на холостом ходу. Он не предназначен для огромных потоков мощности и их преобразования, а всего лишь правильно соединяет вторичные обмотки в любых электрических системах. Это простое действие дает серьезный результат. Оно достаточно сильно может понизить или повысить напряжение в зависимости от того, что необходимо в данный момент.

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

Если хотите заказать обслуживание трансформаторных подстанций или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34 .

Принцип действия ↑

В основе лежит тот же принцип, что и в обычном понижающем трансформаторе. В центре располагается листовой сердечник с обмоткой. Сделан он по максимально точным, выверенным расчетам, с многослойными металлами и слюдой, а также с учетом того, что в результате получается правильная амплитуда и угол. Тщательно продуманная конструкция необходима для того, чтобы без лишних проблем подключить к сети абсолютно любой прибор. Трансформатор обязан нормализовать напряжение: он «играет» с этой величиной так, как это необходимо в данный момент, выставляя свой личный коэффициент, независимо от начальных данных.

Наиболее популярным сегодня становится трехфазный трансформатор. Основной принцип его действия заключается в том, что чем ближе действие к холостому ходу, на котором чаще всего и работает подобное устройство, тем коэффициент трансформации все ближе к номинальному значению. Таким образом, получается, что наиболее эффективен подобный трансформатор именно на холостом ходу, как бы странно это не звучало. Это помогает прибору работать максимально безопасно и стабильно, практически полностью исключая любые непредвиденные поломки.

Необходимо правильно настроить это устройство, потому что трансформатор может работать одновременно в нескольких классах точности. А именно в половину, единицу, а также в три единицы измерения.

Следует подумать и о мерах безопасности. Это означает — прежде всего — высокое качество самого прибора. Трансформатор «из Китая» или же самодельный совершенно необязательно будет четко выполнять свои функции, более того — иногда может произойти самовозгорание.

Предназначение ↑

Чтобы четко понять, что же представляет из себя трансформатор напряжения, необходимо рассмотреть его назначение.

Основная особенность данной техники в том, что она легко преобразует низкое напряжение в высокое или наоборот — в зависимости от вида и настройки конкретного аппарата. В повседневной жизни это отличные предохранители.

Именно с помощью трансформаторов каждое устройство получает необходимое напряжение, будь то болгарка или же простой кипятильник. Аналогично работает техника и в промышленных масштабах, когда разница становится еще более значительной.

На самом деле трансформаторов напряжения достаточно много. Каждый из них может пригодиться в определенной ситуации. Потому необходимо тщательно рассмотреть все характеристики, положительные и отрицательные стороны, чтобы понять, для чего нужен трансформатор напряжения конкретного типа. Они отличаются, прежде всего, конструкцией: именно она накладывает определенные особенности на эксплуатацию.

Заземляемый

Этот трансформатор напряжения представляет собой однофазное или трехфазное устройство. Обязательно один его конец должен быть заземлен, именно поэтому он и получил подобное название. В землю уходит нейтраль первичной обмотки.

Наземляемый

Этот вариант трансформатора не нуждается в заземлении. Вся его конструкция находится на поверхности. Обязательно должны быть изолированы все уровни, особенно это касается зажимов. В зависимости от уровня напряжения необходимо поднимать некоторые части на определенную высоту.

Трансформатор здесь состоит из первичной обмотки, которая строго разделена на несколько секций. Они располагаются на разном уровне от земли и имеют вид каскада. Соединены между собой все эти части с помощью дополнительных связующих обмоток.

Подобный трансформатор имеет дополнительную деталь — емкостный делитель, из-за него и появилось название.

Двухобмоточный

Помимо первичной обмотки, здесь имеется и вторичная.

Трехобмоточный

Подобная модель трансформатора мало отличается от предыдущей, но вторичных обмоток две.

Каждый тип создан специально для определенной ситуации. В случае необходимости можно любой трансформатор приспособить под определенную электрическую систему, но лучше всего следовать рекомендациям, которые гарантируют полноценную и стабильную работу с минимальными затратами ресурсов.

Трансформатор тока. Принцип действия, назначение и основные понятия

Для измерения токов в силовых цепях переменного напряжения применяют трансформаторы тока. Они применяются как в цепях до 1000 В так и выше 1000 В. Они имеют стандартные токи вторичной цепи – 1 А или 5 А и измерительные приборы и реле выполняют на этот ток. Вторичная обмотка трансформатора обязательно заземляется, чтоб в случае пробоя изоляции измерительные устройства не оказались под напряжением первичной цепи.

Схема такого трансформатора показана ниже:

Главной особенностью таких устройств является то, что ток, протекающий в первичной цепи абсолютно независим от режимов работы вторичной цепи. Во вторичной цепи трансформатора предохранитель не ставят, так как обрыв вторичной цепи трансформатора тока – это аварийный режим работы. Почему так мы рассмотрим в следующих статьях.

 Основные параметры трансформаторов тока

Номинальное напряжение

Это напряжение линейное сети, в которой должен работать трансформатор. Именно это напряжение будет определять изоляцию между обмотками, одна из которых будет находится под высоким потенциалом, а вторая заземлена.

Номинальные токи

Токи, при которых устройство может работать в длительном режиме не перегреваясь. Как правило, такие трансформаторы имеют большой запас по нагреву и могут работать нормально с перегрузкой в 20%.

Коэффициент трансформации

Отношение первичного и вторичного тока определяемый формулой:

Коэффициент  трансформации действительный будет иметь отличия от номинального ввиду потерь в трансформаторе.

Токовая погрешность

В процентах имеет вид:

Где I₂ – вторичный, I₁‘ — первичный приведенный токи.

Угловая погрешность

В реальном трансформаторе первичная составляющая по фазе сдвинута от вторичной на угол отличный от 180⁰. Для отсчета угловой погрешности вектор вторичной составляющей поворачивают на 180⁰. Угол между вектором первичной составляющей и этим вектором носит название угловой погрешности. Если перевернутый вектор вторичной составляющей опережает первичную – то погрешность будет положительной, если отстает – отрицательной. Измеряется такой вид погрешности в минутах.

Соответственно трансформаторы тока имеют свой класс точности согласно ГОСТ – 0,2;0,5;1;3;10. Класс точности говорит о допустимой погрешности в процентах Z₂ = Z_2н.

Полная погрешность

Определяется в процентах %, и имеет формулу:

Где: I₁ – действующее первичное значение, i_1, i₂ – мгновенные значения первичных и вторичных токов, Т – период частоты напряжения переменного.

Номинальная нагрузка

Нагрузка, определяемая в Омах, при которой трансформатор будет работать в пределах своего класса точности и с cosφ_2н=0,8. Иногда могут применять понятие номинальной мощности Р:

Поскольку значение I_2н строго нормировано, то мощность трансформатора будет зависеть только от нагрузки Z_2н.

Номинальная предельная кратность

Кратность первичного тока к значению его номинальному, при котором погрешность его может достигать примерно 10%. При этом нагрузка и ее коэффициенты мощности должны быть номинальными.

Максимальная кратность вторичного тока

Отношение максимального вторичного тока, к  номинальному его значению при действующей вторичной нагрузке равной номинальной. Максимальная кратность определяется насыщением магнитопровода, это когда при дальнейшем увеличении первичного тока, вторичный остается неизменным.

Новости от компании Электроград — Для чего нужен трансформатор тока?

Начинающие электрики не всегда понимают, для чего служит трансформатор тока, так как это достаточно сложное устройство, имеющее большой спектр задач и широкую сферу использования. Чтобы понять его предназначение, нужно хоты бы знать, что такое трансформатор тока вообще. Данное оборудование представляет собой один из видов трансформаторов, который относится к разделу измерительных. Его задача – преобразовать поступающую в него электроэнергию до удобного показателя. Обычно такое оборудование используется на подходах к жилым домам или квартирам для качественного выравнивания потока электричества, чтобы избежать скачков напряжения и предупредить порчу электроприборов, обеспечив им подходящее для работы напряжение.

Как устроено данное оборудование?

Для того, чтобы лучше понять, для чего нужен трансформатор тока, следует разобраться в особенностях его конструкции. В их число входит то, что первичная обмотка такого типа устройств обычно подключена к источнику, поставляющему электроэнергию, а вторичная – к устройству, измеряющему силу тока, либо же к защитным приборам с низким уровнем показателей внутреннего сопротивления.

Особенностью также является то, вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть обязательно нагружены, при этом это должно происходить строго только по регламенту. В этом вопросе любое отклонение от нормы в коэффициентах неизбежно приведет к снижению качества измерения электроэнергии установленным прибором. Кроме того, подобные отклонения могут привести также к перегреву устройства, что, в свою очередь, легко может спровоцировать пожар или короткое замыкание.

Типы трансформаторов тока

Помочь разобраться в вопросе «для чего нужен трансформатор?» поможет классификация подобного вида оборудования.

Обычно такие приборы в плане непосредственного использования делятся на:

Защитные.

Измерительные.

Промежуточные.

Лабораторные.

Каждый из видов имеет свои подвиды. Так, например, комплектная трансформаторная подстанция наружной установки служит для одних целей, другие типы трансформаторов – для совсем других.

Для чего нужен трансформатор тока перед счетчиком

Приборы используют в сетях 380 В для создания работоспособной системы с высоким потреблением энергии. Подключение электросчетчика через трансформаторы тока производят не напрямую, что позволяет измерять показатели, превышающие допустимые.

ТТ для электросчетчиков

Принцип работы заключается в создании электричества во вторичной цепи благодаря прохождению электрических зарядов через обмотку трансформатора. Последняя подключается последовательно, благодаря чему начинает работать электромагнитная индукция, создающая электрические заряды.

Важно! Счетчик работает с повышенным током нагрузки благодаря трансформатору: устройство преобразует электричество, позволяя снять показания при мощности, превышающей допустимую.

Большинство преобразователей рассчитано на рабочую частоту 50 Гц с номинальным током 5 А. Устройство преобразовывает первичный заряд в безопасный для работы измерителя. Для получения реального результата требуется умножить показания счетчика на коэффициент трансформации. Это позволяет использовать прибор с низкой номинальной мощностью.

Устройство обладает недостатком: измерительный ток может быть ниже стартового — тогда показания не будут сняты. Подобный эффект имеет место при установке старых счетчиков, потребляющих электроэнергию. Современные модели используют электричество для работы, но в минимальных количествах.

Провод, использующийся для обмотки вторичной токовой цепи, должен иметь площадь более 2,5 мм² в поперечном сечении. Подключение происходит через опломбированный клеммник. Он позволяет:

• сменить неисправное устройство, не останавливая подачу электричества к потребителям;
• произвести технический осмотр.

Соединения выполняются маркированными проводниками. Каждый выход обозначается отдельным цветом, что облегчает будущий ремонт.

Перед подключением необходимо ознакомиться с паспортом, в котором указаны все необходимые сведения.

Подключение измерительного прибора через ТТ

При включении преобразователя обязательно соблюдение полярности. На картинках, представленных ниже, входные клеммы обозначены как Л1 и Л2, а измерительные — как И1 и И2. Обязательно использование проводника, подходящего к системе по допустимой нагрузке.

Существует две основных схемы. В паспорте устройства указана рекомендуемая. Большинство приборов не рассчитано на прямое включение.

К одному устройству запрещается подключать несколько преобразователей с разными коэффициентами.

Схематичные варианты монтажа

Схемы подключения трехфазных счетчиков через трансформаторы тока представлены на картинках:

• Семипроводная опасна для цепи, поскольку оба проводника связаны под общим напряжением.

• Десятипроводная отличается отсутствием связи между цепями, что делает систему безопаснее.

Большинство трехфазных счетчиков подключают по второй схеме, если система не требует иного.

Переходная испытательная коробка для электросчетчиков

Как подключить трехфазный счетчик через трансформаторы тока при использовании испытательной коробки показано на схеме ниже. Согласно пункту 1.5.23 ПУЭ, она используется при использовании образцового электросчетчика. Наличие коробки позволяет производить манипуляции над системой без снятия нагрузки на сеть. Могут быть произведены:

• шунтирование;
• отключение проводников;
• включение нового прибора без предварительного отключения;
• пофазное снятие напряжения.

В основе схемы лежит десятипроводной тип подключения. Отличие заключается в размещении испытательной коробки между ТТ и счетчиком, а также усложнении монтажа.

Выбор трансформатора

Чтобы выбрать устройство, нужно ознакомиться с пунктом 1.5.17 ПУЭ. В нем указано, что расход вторичной обмотки не должен падать ниже 40% от номинального при максимальной загруженности, ниже 5% при минимальной. Необходимо создать правильную последовательность фаз A, B, C. Для определения используют фазометр.

Важно! Обращают внимание на U и I. Первое число должно быть равно напряжению или превышать его, второе, соответственно силу тока.

Вместо трехфазного электросчетчика можно установить три однофазных. К каждому потребуется отдельный преобразователь, что многократно усложняет монтаж.

Для чего используют

Трансформаторы применяют для защиты от перегорания. Трёх фазные счетчики пропускают низкий номинальный ток. Поэтому нельзя измерить энергопотребление системы с десятикратной и большей нагрузкой. Преобразователь позволяет вычислить потребление электричества, затем умножить на коэффициент и получить реальный расход. Умножив на стоимость, человек получает счет за электрическую энергию.

Расчеты нагрузки

В пункте 1.5.1 ПУЭ описаны нормативы, которым должны соответствовать электросчетчик и трансформаторы тока. Описаны нормативные расчетные мощности.

Измерение по нагрузке схоже со следующим(в качестве примера взят ТТ с коэффициентом 200/5, система потребляет 140(14) ампер):

• номинальная:
  1. 140/40 = 3,5.
  2. 0,05*200/5 = 2.
  3. минимальная:
     1. 14/40 = 0,35.
     2. 5*0,05 = 0,25.
     3. 25%:
        1. 140*0,25/40 = 0,875.
        2. 0,05 А умножают на отношение номинального к минимальному: 0,05*140/14 = 0,5.

Первые числа должны быть соответственно больше вторых.

Важно! Вычисления производятся в амперах. Выполнение условия из пункта 4 означает допустимость использования ТТ.

Выбирая преобразователь, следует учитывать следующие факторы:

1. Определяя размеры проводки, учитывают класс точности ТТ. Для 0.5 допустимая потеря напряжения составляет четверть процента, для 1.0 — половина процента. В технических электросчетчиках допускается падение напряжения на величину до 1,5%.
2. В АИИС КУЭ используют высокоточные устройства класса S. ТТ подобного типа способны снимать точные показания при низком уровне тока.
3. Для технического учета и для счетчиков с классом точности 2.0 нужны ТТ с показателем 1.0. В остальных случаях рекомендуют устанавливать ТТ с классом точности 0.5 или менее.
4. Прибор с повышенным коэффициентом используется, если максимальный показатель системы не падает ниже 40% от номинального, указанного на устройстве.
5. Во время расчета потребления электроэнергии учитывают площадь сечения проводки, расчетную мощность и коэффициент преобразователя.

Для учета потребления электрической энергии на производственных площадках, а также так называемых общедомовых нужд, используются трехфазные электросчетчики. Их подключение и обслуживание производится по тем же правилам, которые существуют для однофазных приборов учета. Однако они работают с токами больших величин, поэтому существуют отличия в построении схемы подключения – она бывает прямой или через трансформаторы тока.

Общие принципы измерения количества электроэнергии

Электросчетчики определяют количество потребленной электрической мощности за единицу времени. За единицу измерения принят киловатт*час (кВт*ч). Чтобы получить необходимое значение, схему прибора строят из двух независимых цепей – тока и напряжения.

Устройство электромеханических (индукционных) счетчиков наиболее наглядно демонстрирует это. В них для каждой измеряемой фазы предусмотрено две катушки, расположенные в пространстве под углом в 90 0 друг к другу. Этот же принцип используется при формировании массива статорной обмотки однофазного электродвигателя.

Разница лишь в том, что по одной из них пропускается ток, а по другой – напряжение. Для этого первая включается последовательно измеряемой фазе, а другая – параллельно. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии приведена ниже.

В точке, где к фазной линии подключается катушка напряжения, в индукционных счетчиках расположен регулировочный винт, который пломбируется на заводе-изготовителе или представителями энергоснабжающих организаций. При его отсутствии или ослаблении в показания счетчика вкрадывается недопустимая погрешность.

В приборах с электронной схемой также существует две линии – тока и напряжения, но фазный сдвиг на 90 0 между ними формируется не пространственным расположением, а применением элементов электронной схемы – резисторов и конденсаторов. Так называемый винт напряжения отсутствует, соединение осуществляется пайкой, оно находится внутри корпуса, защищенного от вскрытия заводскими пломбами.

Отличие трехфазного от однофазного прибора учета лишь в количестве пар измерительных катушек, а также зажимов на клеммной колодке. При этом принцип подключения остается тем же: абстрагируясь от того, что ток переменный, направление движения электроэнергии считается односторонним – от поставщика к потребителю. Поэтому все клеммные зажимы приборов учета расположены слева направо. Так, чтобы их положение совпадало с порядком подключения проводов.

Почему существует два типа схем подключения

Измерительная пара является самым уязвимым местом в конструкции электрического счетчика. В меньшей степени это утверждение касается индукционных приборов, где катушки созданы из витков медного провода. И в большей – так называемых цифровых моделей, в которых подсчет протекающей электрической энергии осуществляется полупроводниковой микросхемой.

Если сравнивать технические характеристики разных моделей – как в пределах одного бренда, так и между ними, то бросается в глаза характерная деталь: везде номинальным током является значение 5 ампер. Однако это условие невозможно соблюсти, если суммарная мощность потребителей превышает 50 кВт. Поэтому существует два типа схем подключения трехфазных электросчетчиков.

1. Прямая, использующаяся в сетях, токи нагрузки в которых не превышают 50 ампер.
2. Через понижающие трансформаторы, которые уменьшают токи до значений, безопасных для прибора учета.

Что такое трансформаторы тока

Номинал напряжения в трехфазных сетях переменного тока всегда 380 вольт. Он не зависит от суммарной мощности потребления. Поэтому для защиты приборов учета в высоконагруженных сетях применяются трансформаторы тока.

Это электромеханические устройства, конструкция которых состоит из металлического сердечника и двух обмоток – первичной, с меньшим количеством витков медного провода, и вторичной, в которой число витков больше на фиксированное число раз. Это соотношение и определяет так называемый коэффициент трансформации – величину уменьшения выходного тока относительно входного.

Несмотря на принципиальное сходство, трансформаторы тока имеют существенные конструктивные отличия от трансформаторов напряжения. Во-первых, это всегда понижающее устройство. Во-вторых, первичная обмотка выполнена в виде металлической пластины – обычно плоской, толщиной не менее 3 мм и шириной от 2 до 5 сантиметров, поэтому попытка подключить входные клеммы между фазой и нейтралью вызовет короткое замыкание.

Замкнутый стальной магнитопровод имеет форму тора или квадрата, из-за чего корпус трансформатора тока бывает в форме бочонка или параллелепипеда. Выходные клеммы располагаются на одной из его боковых граней и имеют сечение в два-три раза меньшее, чем входные, находящиеся на торце.

На корпусе трансформаторов тока указывается соотношение максимального входного тока и его величина на выходе. Например, 100/5 или 150/5. В первом случае коэффициент трансформации равен двадцати, а во втором – тридцати. На это значение надо умножать показания электросчетчика, чтобы получить истинное значение количества потребленной электрической энергии.

На электрических схемах трансформаторы тока изображаются в виде короткой жирной линии и расположенного на или под ней мнемосимвола катушки индуктивности. Возле них пишут буквы ТТ. В отличие от трансформаторов напряжения, символ которых состоит из двух катушек и линии между ними, а также букв ТН.

Подключение трансформаторов тока

Схема подключения понижающего трансформатора тока представлена на рисунке ниже.

Он включается в разрыв измеряемой фазы – его первичная обмотка является ее конструктивным продолжением. Выходы вторичной обмотки замыкаются друг на друга через любой измерительный прибор. Например, амперметр.

Схема подключения трансформатора тока к счетчику представлена на рисунке ниже. В этом случае вторичная обмотка замкнута на токовую катушку счетчика электрической энергии.

Клеммная коробка трехфазного прибора учета, рассчитанного на подключение через трансформаторы тока, состоит из трех групп по три зажима в каждой и одной с двумя. При его подключении надо руководствоваться простым мнемоническим правилом, что движение происходит слева направо.

• Клемма И1 вторичной катушки трансформатора тока подключается к зажиму 1.
• От клеммы L1 – вход первичной обмотки трансформатора – тянется провод к зажиму 2.
• Клемма И2 вторичной катушки трансформатора тока подключается к зажиму 3.

Остальные две фазы и трансформаторы тока коммутируются с прибором учета аналогичным образом к клеммам под номерами 4 – 9. К клеммам 10 и 11 присоединяется провод N (обратите внимание, что провод защитного сопротивления РЕ – это не одно и то же).

Допускается подключение провода от клеммы L1 к зажиму И1 трансформатора тока с целью экономии материала. Но в этом случае надо сделать перемычку между первым и вторым зажимом в группе на клеммной коробке счетчика электроэнергии.

При опечатывании счетчиков защищается от преднамеренного вскрытия не только их клеммная коробка, но и измерительные зажимы И1 И2, закрываемые колпачками на винте.

Нагрузка подключается к клеммам L2 трансформаторов. В результате получается, что через прибор учета пропущен лишь уменьшенный ток, что и отличает эту схему от прямого подключения, когда вся мощность пропускается через электросчетчик.

Влияние трансформаторов тока на точность измерений

Величина КПД современных трансформаторов тока не ниже 95 и не выше 98 процентов. Это близко к идеалу, но всё же может оказывать влияние на показания приборов, поскольку часть энергии рассеивается. Погрешность тем выше, чем больше суммарная мощность подключенных потребителей. Если она меньше 50 кВт, то не рекомендуется использование схемы подключения через трансформаторы тока.

Если вы используете схему подключения через трансформаторы тока, то при передаче показаний электросчетчика не забывайте умножать их на величину коэффициента трансформации.

Общие требования

Схемы подключения счетчиков через трансформаторы можно разделить на две группы: полукосвенного и косвенного включения.

При схеме полукосвенного включения, счетчик включается в сеть только через трансформаторы тока (ТТ). Такая схема, как правило, применяется для средних и крупных предприятий которые питаются от сети 0,4кВ и имеют присоединенную нагрузку свыше 100 Ампер.

При схеме косвенного включения, счетчик включается в сеть через трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН). Такие схемы применяются, как правило, для крупных предприятий имеющих на своем балансе трансформаторные подстанции и другое высоковольтное оборудование которое питается от сети выше 1кВ.

Счетчик трансформаторного включения имеет 10 либо 11 выводов:

Как видно на картинке выше выводы №1, 3, 4, 6, 7 и 9 используются для подключения токовых цепей (от трансформаторов тока), а выводы №2, 5, и 8 — для подключения цепей напряжения (от трансформаторов напряжения — при косвенной схеме включения либо напрямую от сети — при полукосвенном включении). 10 вывод, как и 11 (при его наличии), служит для подключения нулевого проводника к счетчику.

В соответствии с п. 1.5.16. ПУЭ класс точности трансформаторов тока и напряжения для присоединения расчетных счетчиков электроэнергии должен быть не более 0,5.

Кроме того в соответствии с п.1.5.23. ПУЭ цепи учета (цепи от трансформаторов до счетчика) следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки. При этом токовые цепи должны выполняться сечением не менее 2,5 мм 2 по меди и не менее 4 мм 2 по алюминию (п.3.4.4 ПУЭ), а сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения (п. 1.5.19. ПУЭ). (Как правило цепи напряжения выполняются тем же сечением, что и токовые цепи)

Как было написано выше цепи учета необходимо выводить на сборки зажимов или испытательные блоки, так что же представляет из себя испытательный блок?

Испытательный блок или испытательная коробка представляет из себя сборку зажимов предназначенных для подключения электросчетчика и обеспечивающих возможность удобного и безопасного проведения работ со счетчиком:

ВАЖНО! Винты для закорачивания первых выводов токовых цепей обязательно должны быть вкручены при семипроводной схеме подключения и выкручены при десятипроводной схеме.

Перемычки для закорачивания токовых цепей должны быть замкнуты только на время монтажа и проведения других работ со счетчиком, в рабочем положении перемычки должны быть разомкнуты!

Подключения счетчика через трансформаторы тока

Как уже было написано выше при напряжении сети 0,4 кВ (380 Вольт) и нагрузках свыше 100 Ампер применяются схемы полукосвенного включения счетчика, при которой цепи напряжения подключаются к счетчику напрямую, а токовые цепи подключаются через трансформаторы тока:

Существуют следующие схемы подключения счетчиков через трансформаторы: десятипроводные, семипроводные и с совмещенными цепями (может использоваться только при полукосвенном включении). Разберем каждую из схем в отдельности:

2.1 Десятипроводная схема

Принципиальная десятипроводная схема подключения счетчика через трансформаторы тока:

Фактически десятипроводная схема будет иметь следующий вид:

Преимущества десятипроводной схемы:

1. Удобство проведения работ со счетчиком. Отсутствует необходимость отключения электроустановки при замене электросчетчика, а так же при выполнении с ним других работ.
2. Безопасность. Токовые цепи заземлены, что исключает возможность появления на выводах вторичных цепей опасного потенциала. Испытательная коробка позволяет безопасно отключить цепи напряжения.
3. Высокая надежность. Учет по каждой фазе собирается независимо друг от друга. В случае нарушения цепей учета по одной из фаз работа учета на других фазах не нарушается.

Недостатки десятипроводной схемы:

1. Большой расход проводника, для сборки вторичных цепей учета.

2.2 Семипроводная схема

Принципиальная семипроводная схема подключения электросчетчика через трансформаторы тока:

Фактически семипроводная схема будет иметь следующий вид:

Преимущества семипроводной схемы:

1. Удобство проведения работ со счетчиком. Отсутствует необходимость отключения электроустановки при замене электросчетчика, а так же при выполнении с ним других работ.
2. Безопасность. Токовые цепи заземлены, что исключает возможность появления на выводах вторичных цепей опасного потенциала. Испытательная коробка позволяет безопасно отключить цепи напряжения.
3. Экономия проводника, для сборки вторичных цепей учета за счет объединения вторичных токовых цепей.

Недостатки семипроводной схемы:

1. Низкая надежность. В случае нарушения совмещенной токовой цепи электроэнергия не учитывается ни по одной из фаз.

2.3 Схема с совмещенными цепями

Принципиальная схема подключения электросчетчика через трансформаторы тока с совмещенными цепями.

При данной схеме цепи напряжения объединяются с токовыми цепями путем установки перемычек на трансформаторах от контакта Л1 к контакту Л2.

Фактически схема с совмещенными цепями будет иметь следующий вид:

Схема с совмещенными цепями не соответствует требованиям действующих правил и в настоящее время не применяется, однако она все еще встречается в старых электроустановках.

3. Подключение счетчика через трансформаторы тока и напряжения

В случае необходимости организации учета электрической энергии в сети выше 1000 Вольт применяется схема косвенного включения счетчика при которой токовые цепи подключаются к счетчику через трансформаторы тока, а цепи напряжения подключаются через трансформаторы напряжения:

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение Статьи

« Назад

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение  18.06.2014 01:56

Назначение и применение

Трансформаторы – электротехнические устройства, широко применяемые как в производственной, так и в бытовой сфере. При этом различают категории  трансформаторов напряжения и трансформаторов тока.

Установка трансформатора тока осуществляется с целью преобразования значений переменного тока с высоких на первичной обмотке до малых на вторичной, что обеспечивает удобство и безопасность эксплуатации. Их используют при подключении приборов учета расхода электроэнергии (электросчетчиков) и других электроизмерительных приборов, а также устройств, обеспечивающих релейную защиту различных систем электроэнергетики.

Устройство и правильное подключение

Важнейшими конструкционными элементами трансформатора являются первичная и вторичная обмотки, а также магнитопровод, заключенные в единый корпус. При этом первичная обмотка выполняется обычно в один виток (обмотка более точных устройств имеет два витка), или представляет собой проходящую сквозь специальное окно силовую шину (трансформатор шинного исполнения).

Первичная обмотка подключается к источнику тока, вторичная –  непосредственно к измерительным приборам и другим потребителям, характеризуемым малым значениям внутреннего сопротивления.

С целью предотвратить неверное подключение и, как следствие, последующую неисправность трансформатора тока либо подключаемых устройств, выводы трансформаторов маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, как это показано на нижеприведенной схеме. Начало и конец первичной обмотки обозначают как Л1 и Л2 (линия), а начало и конец вторичной обмотки — как И1 и И2 (измерение). Обмотку напряжения необходимо подключать к проводам «фаза» и «ноль». С этой целью между выводами Л1 и И1 устанавливают специальную перемычку, а нулевой провод подсоединяют к третьему зажиму.

Трансформатора тока (общая схема)

В высоковольтных трансформаторах тока напряжением 6-10 кВ и более устанавливается несколько групп вторичных обмоток, к одной из которых подключают устройство защиты, а к прочим, более точным, – приборы учета или измерения.

 

Вторичные обмотки трансформаторов тока при установке в три фазы соединяют по методу «Звезды» (рис.1), при двухфазной установке – по схеме «Неполной звезды» (рис.2).

Чаще всего используются трансформаторы с номинальными значениями первичного  тока от 50 до 2000 А. Показатель вторичного тока в большинстве случаев составляет 5А.

Меры профилактики

Правильное подключение трансформатора тока – залог нормальной работы оборудования.

Электромонтаж цепей тока и напряжения должен производиться сообразно Правилам Устройства Электроустановок. Согласно нормативным документам, сечение медного провода в токовых цепях должно быть не менее 2,5 кв. мм, в цепях напряжения — не менее 1,5 кв.мм.

Вторичные цепи трансформаторов тока должны в обязательном порядке быть заземлены.  Это обеспечивает как сохранность самих приборов, так и безопасность людей.

 

Особенности эксплуатации

 

Каждый из трансформаторов тока должен обязательно подвергаться периодическим поверкам госповерителя и иметь на корпусе пломбу с соответствующим клеймом, а также отметку в техническом паспорте. Необходимо помнить об этом при установке нового трансформатора, следя за тем, чтобы на момент монтажа дата последующей госповерки не была просрочена. Поверка должна производиться регулярно, с интервалом в четыре-пять лет, в зависимости от марки трансформатора и его типа.

Принадлежность трансформатора к определенному классу предопределяет применение методики и установочного инструментария. Вместе с тем первичная установка или замена трансформатора тока регламентированы обязательными условиями работ, которые предусматривают соблюдение той или иной схемы подключения. Такие схемы могут различаться в зависимости от  требований организации, на которую производителем и поставщиком возложены вопросы компетенции в сфере генерации и доставки электроэнергии потребителям. В частности, ряд определенных различий имеют схемы подключения от Ленэнерго и Сбытовой компании.

Ленэнерго

Петербургская сбытовая компания

Самый простой и одновременно наиболее надежный вариант установки трансформатора в бытовых условиях — вызов электрика на дом. Это позволит, не нарушая нормативные требования, квалифицированно и в точном соответствии со всеми предписаниями выполнить весь комплекс монтажных и электротехнических работ.

Компания ЭлектроТехников предлагает Вам любые электромонтажные работы начиная с установки осветительных систем и заканчивая работами по автоматизации технических процессов:

 

Услуги электрика ( вызов электрика на дом )

Замена эл. счетчика

Ремонт проводки ( замена проводки )

Монтаж освещения

Установка эл. щита ( установка распределительного щита )

Установка розеток ( перенос розеток )

Проводка в квартирах ( проводка в коттеджах )

Слаботочные системы 

Монтаж теплого пола

Проектирование электроснабжения

Лабораторные испытания электроустановок

Электролаборатория 

Договор электроснабжения «под ключ»

 

 

Обслуживание

 

и другие услуги наш телефон: 333-43-16

 

 

Трансформаторы тока и напряжения | ТТ и ТН

Трансформаторы тока и напряжения высокого напряжения внутренней и наружной установки предназначены для измерения тока и напряжения, питания схем релейной защиты, изолирования измерительных приборов, реле, обслуживающего персонала от высокого напряжения и применяются в ОРУ и ГРУ сетей переменного и постоянного тока, а также в устройствах защиты и регулирования, в токопроводах генераторных распределительных устройств.
Предназначенные для работы в ОРУ ТТ и ТН, отличаются от таковых для внутренней установки требованиями к характеристикам окружающей среды.
Трансформаторы внутренней установки предназначены для работы в отапливаемых или неотапливаемых помещениях при определенных характеристиках окружающей среды. Различное климатическое исполнение ТТ и ТН и категория их размещения установлены ГОСТ 15543-70.
Группы ТТ и ТН как внутренней, так и наружной установки весьма разнообразны и по конструктивному исполнению. Это обусловлено различной компоновкой РУ, их габаритами, способами крепления трансформаторов и т.п. Кроме того, на конструктивное исполнение ТТ и ТН в известной мере оказывают влияние номинальные параметры. Так, однофазные ТН могут иметь либо один, либо два ввода первичной обмотки, изоляция которых соответствует полному рабочему напряжению. В зависимости от этого ТН называются однополюсными или двухполюсными. Трехфазные ТН выполняются трехстержневыми и пятистержневыми.
В трансформаторах часто применяется литая изоляция. В таких конструкциях трансформатора полностью или частично (одни обмотки) залиты компаундной массой или эпоксидной смолой. Такие ТТ и ТН при внутренней установке имеют меньшую массу и габариты и не требуют ухода при эксплуатации; этим они выгодно отличаются от масляных трансформаторов, где для изоляции обмоток от заземленных частей и их предохранения от увлажнения применяют масляное заполнение.
Для КРУЭ применяют трансформаторы с элегазовым наполнением.
Вследствие сравнительной дешевизны получили широкое применение встроенные ТТ — это трансформаторы, в которых отсутствуют не только первичная обмотка, но и изоляция между элементами токоведущих частей (выполняющих роль первичной обмотки) и вторичной обмоткой. Встроенные ТТ устанавливаются на баковых масляных выключателях, на ряде проходных изоляторах в РУ на шинных опорах, а также на генераторных токопроводах. На одном аппарате возможна установка нескольких встроенных ТТ.
Основную часть стоимости обычного ТТ составляет стоимость первичной обмотки и ее изоляции относительно земли. Во встроенном ТТ этих элементов нет; кроме того, существенное снижение стоимости встроенных ТТ достигается за счет снижения затрат на ошиновку, отчуждение территории. Причем, чем выше номинальное напряжение аппарата тем выше эффективность от применения встроенного ТТ. Размеры встроенного ТТ определяются в основном размерами проходного изолятора или токопровода.
Для улучшения характеристик встроенных ТТ приходится увеличивать поперечное сечение магнитопровода и применять лучшие сорта электротехнической стали или методы компенсации токовой погрешности.
Последовательное соединение двух одинаковых встроенных ТТ равносильно удвоению поперечного сечения магнитопровода. Параллельное соединение приводит к удвоению номинального вторичного тока.. Изоляция магнитопровода и вторичной обмотки в процессе эксплуатации может увлажняться от воздействия сырого воздуха, подвергаться воздействию росы, трансформаторного масла и т.п. Поэтому изоляция должна быть влагостойкой, механически прочной и маслостойкой.
Встроенные ТТ для силовых ТТ и выключателей получили применение на номинальные напряжения 10 — 1500 кВ и могут иметь воздушное (естественное или принудительное) либо водяное (масляное) охлаждение.

Ввиду ограниченного объема главы рассмотрим в ней лишь некоторые конструкции ТТ и ТН.

Рис. 1. Трансформатор тока ТШЛО-20

1. Трансформаторы тока ТШЛО-20 предназначены для передачи сигнала измерительной информации на схемы поперечной дифференциальной защиты турбогенераторов (рис. 1). Нормальная работа ТТ обеспечивается при невзрывоопасной, не содержащей агрессивных газов, паров и пыли окружающей среды, при защищенности места установки ТТ от попадания брызг воды, масла, эмульсии и т. п., при воздействии механических факторов внешней среды в соответствии с ГОСТ 17516-72.
Трансформатор тока типа Т1Ш10-20 — шинный, с литой изоляцией, опорного типа, весьма компактен и надежен в эксплуатации. Номинальное напряжение 20 кВ, номинальный коэффициент трансформации 1500/5.
В конструктивном отношении ТТ представляет собой Т-образный литой блок с залитыми в нем магнитопроводом (сердечником), на который наложена вторичная обмотка, и первичной обмоткой. Первичная обмотка представляет собой трубу (см. рис. 1) с расплющенными концами в виде лопаток. В каждой лопатке имеется по одному отверстию диаметром 14 мм для присоединения медных шин.
Выводы вторичной обмотки и вывод ее экрана расположены на литой опоре трансформатора. Вывод экрана при помощи проводника соединен с основанием, имеющим болт заземления.

Рис. 2. Трансформатор тока ТПОЛ-20
В основании имеются четыре отверстия диаметром 14 мм для крепления ТТ.
2. Трансформаторы тока ТПОЛ-20 и ТПОЛ-35 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в закрытых РУ на номинальные напряжения 20 и 35 кВ.
Номинальная работа ТТ обеспечивается при тех же условиях, что и трансформатора тока ТШЛО-20.
Трансформаторы ТПОЛ-20 и ТПОЛ-35 — проходные, одновитковые, с литой изоляцией.
Трансформатор тока (рис. 2) имеет две независимые вторичные обмотки, каждая из которых намотана на кольцевой ленточный магнитопровод. Вторичные обмотки вместе с первичной обмоткой, выполненной из медной трубы, проходящей через «окно» вторичных обмоток, залиты в эпоксидный компаунд и образуют изоляционный блок. В средней части блока залиты три специальные гайки для крепления фланца, с которыми электрически соединены экраны вторичных обмоток. На фланце имеются четыре отверстия диаметром 14 мм для крепления ТТ на месте установки, болт М8 для заземляющей шины (провода).
Выводы первичной обмотки имеют плоскую форму и снабжены болтами и гайками М12 для присоединения шин первичной цепи. Выводы вторичных обмоток расположены на приливе изоляционного блока в выемке фланца.

3. Трансформатор тока ТФНУ-66 наружной установки применяется в ОРУ и предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в сетях переменного тока частоты 50 и 60 Гц с заземленной нейтралью.
Трансформатор тока ТФНУ-66 для наружной установки выполнен в фарфоровой покрышке с усиленной изоляцией, на номинальное напряжение 66 кВ. Масса трансформатора с маслом 830 кг.
Трансформатор (рис. 3) опорного типа, состоит из первичной и вторичной обмоток, изолированных кабельной бумагой и помещенных в фарфоровую покрышку, заполненную трансформаторным маслом. Первичная обмотка представляет собой петлю и имеет две секции, соединяемые последовательно или параллельно, благодаря чему трансформатор можно включить на токи 200 и 400, 600 и 1200 А соответственно. Выводы первичной обмотки укреплены в стенке фарфоровой покрышки. Секции переключаются перестановкой контактных перемычек, расположенных снаружи покрышки.

Рис. 3. Трансформатор тока ТФНУ-66

Вторичная обмотка состоит из трех обмоток, изолированных одна от другой и заключенных в общую бумажную изоляцию. Две из них (P1 и Р2) предназначены для релейной защиты, одна (класса точности 0,5) — измерительная.
На крышке трансформатора имеется воздухоосушитель, предназначенный для очистки от влаги и пыли воздуха, поступающего в трансформатор.
Опорой трансформатора, на которой монтируются элементы его конструкции, является цоколь. Крепление фарфоровой покрышки к цоколю — механическое. Уплотнение соединений достигается за счет прокладок из маслостойкой резины.
Слив и отбор проб масла осуществляются через масловыпускной патрубок.
Коробка вторичных выводов расположена на одной из стенок цоколя. В нижней части коробки выводов находятся отверстия для установки двух кабельных муфт, имеющих отверстия для разделки и укрепления кабелей, подходящих к выводам вторичных обмоток. Коробка вторичных выводов закрыта крышкой.

4. Трансформаторы тока наружной установки типов ТРН 500 и ТРН 750 предназначены для питания цепей измерительных приборов и релейной защиты и применяются в сетях переменного тока напряжением 500 и 750 кВ, частотой 50 Гц с большим током замыкания на землю.
Нормальная работа трансформаторов обеспечивается на высоте не более 500 м над уровнем моря, при температуре окружающего воздуха от +40 до -40 °С. Трансформаторы ТРН выпускаются с рымовидными обмотками с номинальным первичным током 1000 — 2000 А при номинальном вторичном токе, равным 1 А.

Рис. 4. Трансформатор тока ТРН-500
Опорные маслонаполненные двухступенчатые каскадные ТТ (рис. 4) выполнены с рымовидными обмотками. Внутренняя бумажно-масляная изоляция с проводящими выравнивающими потенциал прокладками нанесена на вторичные обмотки с сердечниками равномерно. Роль внешней изоляции ступени выполняет опорная фарфоровая покрышка.
Каждая ступень трансформатора конструктивно представляет собой самостоятельный элемент.
Верхняя ступень устанавливается на верхнем корпусе нижней ступени и соединена с ней механически и электрически. Нижняя ступень смонтирована на сварном основании. Обе ступени связаны с основанием растяжками из изоляторов типа СП-110. Обе ступени заполнены трансформаторным маслом. Герметизация внутренней полости каждой ступени позволяет защищать масло от увлажнения и окисления, причем изменение его объема при температурных перепадах осуществляется за счет использования металлических сильфонов — компенсаторов.
На наружной части верхнего корпуса смонтирован переключатель, посредством которого две одинаковые секции первичной обмотки верхней ступени соединяются последовательно или параллельно, что обеспечивает два значения коэффициента трансформации, находящихся в отношении 1:2.
Блок вторичной обмотки верхней ступени и покрышка установлены на сварном металлическом цоколе, в котором размещены выводы обмотки и патрубок для отбора проб масла.
Блок вторичных обмоток нижней ступени и покрышка установлены на сварном металлическом цоколе, в котором размещены выводы всех четырех обмоток, зажим потенциальной обкладки, патрубок для отбора проб масла и гнездо для крепления кабельной муфты.
В верхнем корпусе верхней ступени установлена защитная арматура для предотвращения коронирования при рабочем напряжении.
Масса трансформатора тока типа ТРН-500 — 7 т, ТРН-750 — 9 т.

5. Трансформатор напряжения типа НДЕ-750 предназначен для питания измерительных приборов и защитных устройств в электрических системах переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 750 кВ с заземленной нейтралью (рис. 5).
Емкостный делитель трансформаторного напряжения включает в себя четыре конденсатора связи ДМРИ-188-3-0,012У1 и конденсатор отбора мощности ДМРИ-15-0.105У1.
Электромагнитное устройство состоит из реактора, однофазного трехобмоточного понижающего трансформатора и демпфера, размещенных в общем баке с масляным наполнением.

Рис. 5. Трансформатор напряжения НДЕ-750

Основные узлы высокочастотного заградителя — катушка индуктивности, разрядник, конденсатор и резистор — компонуются в фарфоровой покрышке, установленной на двух опорных изоляторах.
Кроме перечисленных устройств, в состав трансформатора НДЕ-750 входят вентильный разрядник РВС-20 и однополюсный разъединитель РНДЭ-35 с ручным приводом.

6. Трансформаторы тока для элегазовых КРУ. Трансформаторы тока, применяемые в КРУЭ, выполняются в виде отдельных блоков, которые соединяются с другими блоками КРУЭ. На рис. 6 изображен блок ТТ для отечественного КРУЭ на 110 кВ.
Первичной обмоткой является медный стержень 3, закрепленный в фасонной шайбе 2 из специального эпоксидного материала. Фасонная шайба крепится посредством прижимного кольца к алюминиевому корпусу 1.. Два магнитопровода 5 с намотанными на них вторичными обмотками с помощью латунных упорных шайб 12, цилиндра 10, стеклотекстолитового кольца 8 и упорных винтов 9 закреплены внутри корпуса 1. Между обоими магнитопроводами находится стеклотекстолитовое кольцо 11 с вырезом для выводов вторичных об моток. Выводные концы вторичных обмоток присоединены к проходному изолятору 6. От проходного изолятора сделаны выводы на клеммы 4, которые закрыты кожухом 7. Вторичные обмотки ТТ секционированы и имеют выводы на 600, 800 и 1200 А. Номинальный вторичный ток 1 А. Класс точности 0,5. При сборке КРУЭ концы первичной обмотки 3 входят в розеточные контакты соседних блоков КРУЭ (на рисунке эти контакты не показаны), а фланцы корпуса 1 соединяются с корпусами соседних блоков. По окончании сборки КРУЭ его внутреннее пространство заполняется элегазом. Элегаз является изолирующей средой между первичной и вторичными обмотками.

Рис. 6. Трансформатор тока для элегазового КРУ на 110 кВ

Напряжение

— Каковы возможные причины, по которым этот трансформатор тока не работает? Напряжение

— Каковы возможные причины, по которым этот трансформатор тока не работает? — Обмен электротехнического стека

Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

2. 0
3. +0
6. Авторизоваться Подписаться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 6 месяцев назад

Просмотрено 146 раз

\ $ \ begingroup \ $

На показанной сборке я построил трансформатор тока с тороидом, намотанным на 30 витков магнитного провода.Коричневый провод — проходящая фаза, синий — нейтраль.

Когда я подключаю вентилятор к фазе и нейтрали, я ничего не измеряю своей катушкой. Я измерил с помощью осциллографа на своем вольтметре.

Есть причина, по которой он не работает? Что я делаю неправильно?

Теодор

1,40777 серебряных знаков1818 бронзовых знаков

задан 21 апр в 19:42

\ $ \ endgroup \ $ 9 \ $ \ begingroup \ $

Поскольку вы создали трансформатор тока, вам нужно измерить ток, а не напряжение.Если ток, потребляемый вентилятором, составляет (например) 3 А, в идеале вы должны измерить на вашем измерителе около 3 А ÷ 30 витков = 0,1 А.

Если у вас нет амперметра, вам нужно будет измерить напряжение на очень маленьком шунтирующем сопротивлении. Ваш самодельный трансформатор тока, скорее всего, не сможет выдержать большое сопротивление на вторичной обмотке. (На американском английском это называется «бремя».)

ответ дан 21 апр в 22:54

Теодор Теодор

1,40777 серебряных знаков1818 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 4 \ $ \ begingroup \ $

С некоторыми предположениями о геометрии тороида, его проницаемости (µr = 1000) и токе в цепи (1 А), я нахожу напряжение примерно 10 мВ RMS.Вы уверены, что не измеряете что-то близкое к этому значению? Приведу расчет, можно менять значения параметров на актуальные.

В настоящих катушках Роговского, используемых для частоты 50 или 60 Гц, количество витков намного больше 30. Есть также два других отличия по сравнению с вашей конструкцией:

1. Способ намотки тороида немного отличается (думаю, здесь особой разницы не будет).
2. У вас есть электронный интегратор после обмотки, чтобы получить сигнал, пропорциональный току, а не его производной.

винни

7,88666 золотых знаков3232 серебряных знака4949 бронзовых знаков

ответ дан 21 апр в 21:17

\ $ \ endgroup \ $ 3 Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Внутренний поддерживающий (пост) трансформатор тока среднего напряжения (MV) TPU — Внутренние трансформаторы тока IEC (измерительные трансформаторы и датчики)

Опорные (стойки) трансформаторы тока для внутренней установки среднего напряжения TPU отлиты из эпоксидной смолы и рассчитаны на напряжение изоляции до 36 кВ (40.5 кВ).

Внутренние трансформаторы сухого типа служат опорой для проводника в первичной цепи. Для некоторых типов панелей требуется очень большая длина пути утечки на трансформаторах. Для этого вы можете заказать трансформаторы тока с «ребрами вверху».
Трансформаторы спроектированы и могут быть изготовлены в соответствии со следующими стандартами и рекомендациями: IEC, VDE, ANSI, BS, ГОСТ и CSN, другие по запросу.

Объем продукции

• TPU 4x.xx рассчитаны на напряжение изоляции от 3,6 кВ до 12 кВ.
• ТПУ 5х.хх рассчитаны на напряжение изоляции от 13,8 кВ до 17,5 кВ.
• ТПУ 6х.хх рассчитаны на напряжение изоляции до 24 (25) кВ.
• ТПУ 7х.хх рассчитаны на напряжение изоляции до 36 (40,5) кВ.

Трансформаторы выполнены в виде одно- или многооборотных трансформаторов с одним коэффициентом трансформации или с возможностью переключения на вторичной или первичной стороне.

Ключевые преимущества

• Готово к учету тарифов
• Возможность ребер в верхней части трансформатора для увеличения пути утечки и увеличения производительности
• Первичные клеммы с серебряным покрытием помогают установить более высокий диапазон для испытаний на превышение температуры
• Широкий спектр поддерживаемых стандартов, включая IEC 61869, допускает большое количество модификаций по индивидуальному запросу каждого клиента
• Возможна установка в любом положении

Основные характеристики

• Для номинальных первичных токов до 3200 A
• Для измерения и защиты до 6 вторичных обмоток
• Вторичные или первичные версии с возможностью повторного подключения
• Доступно большинство электрических стандартов
• Емкостной делитель напряжения для индикации напряжения
• Доступны размеры по DIN

7 простых способов определения полярности трансформатора тока (ТТ)

7 простых способов определения полярности CT:

Трансформатор тока используется для измерения тока первичной линии.Обычно трансформатор тока называется CT. ТТ — это два оконечных оборудования. Выходной ток от ТТ поступает с одной клеммы и такой же величины, если ток возвращается к тому же ТТ после циркуляции других электрических устройств.

Выходные данные трансформаторов тока напрямую передаются на электрические измерительные устройства, такие как реле защиты, счетчик энергии, измеритель тока и т. Д., Чтобы получить точный результат от этих устройств, полярность клемм трансформатора тока должна быть правильно подключена с полярностью устройств.

В противном случае (обратная полярность) устройства начинают работать со сбоями, т. Е. Счетчик энергии показывает отрицательные показания, реле может показывать отрицательный ток, следовательно, реле может активировать цепь отключения, срабатывание реле обратной мощности происходит в цепях генератора или генератора и т. Д. Давайте посмотрим, как определить ток Полярность трансформатора…

Метод 1: Идентифицировать по нумерации наконечников:

Идентификация наконечников — это основа нашей электрической цепи. Наконечники — это не что иное, как нумерация кабельного наконечника с пробитым пластиковым кольцом.Он используется для чтения электрической схемы кем угодно.

Здесь клеммы ТТ пронумерованы S1 и S2. Номера S1 и S2 являются уникальными номерами для кабеля ТТ, и оба номера указаны на хвостовом и головном концах. Задний конец означает, что панель управления находится со стороны распределительной коробки, а головной конец означает сторону клеммы CT…

Метод 2: Использование заводских наклеек P1 и P2.

Обычно CT P1 указывает текущую входящую сторону, а P2 говорит текущую выходную сторону. Кстати, вы можете определить, текущая входная клемма — это S1, а текущая выходная клемма — как S2.

Method3: Использование идентификации K и L:

Некоторые производители используют знаки K и L вместо P1 и P2. Таким же образом K упоминает ток, входящий в клемму S1, а L упоминает ток, выходящий из клеммы S2.

Метод 4: Текущий вход и выход:

Клемма входа первичного тока — S1, а выходящего первичного тока — S2.

Метод 5: Использование терминала MOV

MOV означает Metal Oxide Varister. Он используется для защиты цепи от высокого напряжения.В MOV используется для защиты трансформатора тока от разрыва вторичной цепи. В MOV установлен терминал CT S1 по способу, который вы можете определить.

Метод 6: Подключение счетчика электроэнергии

Это метод полевых испытаний. Вы должны подключить трансформатор тока к счетчику энергии. Если счетчик энергии показывает отрицательное значение, это означает, что вам необходимо изменить полярность подключения либо со стороны трансформатора тока, либо со стороны счетчика энергии.

Метод 7: Использование современного испытательного оборудования:

Некоторые современные тестеры используются для определения полярности ТТ в автономном режиме.

Видеоурок по определению полярности CT:

[wp_ad_camp_1]

Введение в трансформаторы тока

Высоковольтные трансформаторы тока SF6
Источник изображения: Предоставлено Siemens Трансформаторы тока (ТТ) используются для преобразования токов высокого уровня в меньший более разумный уровень для использования в качестве входов для реле защиты и измерительного оборудования.В электрических системах трансформаторы тока необходимы для обеспечения правильного функционирования и управления оборудованием, а также для предоставления рабочих данных и информации.

В этой вводной записке рассматривается конструкция трансформаторов тока и их технические характеристики.

Существует две основные категории трансформаторов тока:

Измерительные ТТ — подавать сигналы на счетчики и приборы

Защитные трансформаторы тока — подают сигналы на реле защиты, чтобы обеспечить правильную работу в установившемся режиме и в переходных режимах.

Трансформаторы тока работают по тому же принципу, что и обычные трансформаторы напряжения. На магнитопровод намотаны две (или более) обмотки. Ток, протекающий в одной обмотке [первичной обмотке], создает магнитное поле, которое управляет током в другой обмотке [вторичной обмотке]. Соотношение витков первичной обмотки и витков вторичной обмотки обеспечивает масштабирование тока.

Пример: ТТ с соотношением сторон 600: 5, на каждый поворот первичной обмотки будет приходиться 120 витков на вторичной.Первичный ток 600 А вызовет протекание 5 А во вторичной обмотке.

Физическая конструкция трансформатора тока может быть такой же простой, как одна первичная обмотка и одна вторичная обмотка на сердечнике. Довольно часто конструкция более сложная, с несколькими вторичными обмотками, обеспечивающими различные потребности в защите и оборудовании.

Спецификация трансформаторов тока обычно учитывает следующее:

Соотношение
1. витков — первичного и вторичного тока (т.е. 1200/1)
Нагрузка
2. — нормальная нагрузка в ВА, которую может обеспечить трансформатор тока
Коэффициенты точности
3. — пределы точности (как в установившемся, так и в переходном режиме)
4. физическая конфигурация — количество первичных или вторичных обмоток, размер, форма и т. Д.

Безопасность: , если вторичная обмотка ТТ не подключена к какой-либо нагрузке, она должна быть замкнута накоротко. Если вторичная обмотка трансформатора тока оставалась открытой во время работы, то у вас фактически был бы трансформатор с одним витком на первичной обмотке и множеством витков на вторичной.На клеммах вторичной обмотки могут возникать большие и потенциально опасные напряжения.

Технические характеристики трансформаторов тока

Точность трансформатора тока

Точность трансформатора тока измеряется суммарной погрешностью. Это определяется как разница между идеальным вторичным среднеквадратичным током и фактическим вторичным током. Он учитывает текущие ошибки, фазовые ошибки и гармонические ошибки.

Трансформатор тока, предназначенный для защиты, должен охватывать широкий диапазон токов. Тогда текущее значение, до которого они будут поддерживать точность, будет «током ограничения точности». Отношение тока ограничения точности к номинальному току является «фактором ограничения точности».

Измерение класса точности ТТ

Точность измерения трансформаторов тока достигается за счет присвоения ТТ класса точности. Для каждого класса стандарты определяют максимально допустимый ток и погрешность смещения фаз для различных условий нагрузки.

	± процент ошибка текущего / коэффициента					± погрешность сдвига фаз, минут
Текущий	5%	20%	50%	100%	120%	5%	20%	100%	120%
0.1	0,4	0,2		0,1	0,1	15	8	5	5	прецизионные измерения
0,2	0,75	0,35		0.2	0,2	10	15	10	10	прецизионные измерения
0,5	1,5	0,75		0,5	0,5	30	45	30	30	счетчиков киловатт-часов высокого класса
1	3	1.5		1,0	1,0	60	90	60	60	общие измерения
3			3		3					общие измерения
5			5		5					примерные размеры

Защита CT Класс точности

Защитные трансформаторы тока бывают 5-полюсными или 10-полюсными.Для каждого из них определены текущая погрешность, погрешность сдвига фаз и предельный коэффициент точности

.

Класс	Текущий Ошибка	Рабочий объем Ошибка	Точность Предельный коэффициент
5P	± 1%	± 60 минут	5
10P	± 3%	–	10

Трансформаторы тока

класса «P» обычно используются для защиты от перегрузки по току.Для более требовательных приложений требуется дополнительная спецификация. В этом случае часто используется максимальная полезная ЭДС, определяемая как «точка перегиба» кривой возбуждения (точка, в которой дальнейшее повышение ЭДС на 10% требует увеличения тока возбуждения на 50%).

В дополнение к вышеперечисленному широко используются и другие характеристики трансформаторов тока:

• P — общего назначения с точностью, определяемой суммарной погрешностью и установившимся первичным током
• TPS — низкая утечка с характеристиками, определяемыми вторичным возбуждением и погрешностью отношения витков
• TPX — определяется пиковой мгновенной ошибкой во время указанного переходного режима
• TPY — согласно TPX, но остаточный флюс ограничен 10%
• TPZ — ТТ с отказом выключателя с большим воздушным зазором

Номинальные параметры паспортной таблички

Типичный ток
Паспортная табличка трансформатора
I mage: Предоставлено Schneider Electric Все трансформаторы тока должны иметь паспортную табличку.На изображении показан пример типовой паспортной таблички трансформатора тока с одной первичной и двумя вторичными обмотками (щелкните, чтобы увеличить изображение).

Расчет трансформаторов тока

Правильный размер и спецификация трансформаторов важны для обеспечения безотказной работы систем защиты и контрольно-измерительных приборов. Этому посвящена полная электрическая записка по адресу:

.

Расчет трансформаторов тока

Трансформатор тока (ТТ) — типы, установка, характеристики и применение

Трансформаторы тока (ТТ) — конструкция, типы, установка, характеристики и применение

Что такое трансформатор тока (ТТ)?

Трансформаторы тока ( CT ) используются в установках высокого напряжения ( HV ) и среднего напряжения ( MV ) ^[1] для получения изображения электрического тока к реле и блокам защиты и измерительному оборудованию, и они предназначены для обеспечения тока во вторичной обмотке, пропорционального току, протекающему в первичной обмотке.

CT подключены последовательно, а защитные устройства и измерительное оборудование подключены к вторичной обмотке CT в последовательной ассоциации , как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема подключения трансформатора тока

Установка и процедура установки трансформатора тока

HV CT обычно устанавливаются на открытом воздухе, на подстанциях AIS ( подстанция с воздушной изоляцией ) — Рисунок 2 — или в помещении, на подстанциях GIS ( с газовой изоляцией Подстанция ) — Рисунок 3. MV CT обычно устанавливаются внутри помещений, в распределительных устройствах MV — Рисунок 4.

Рисунок 2 — Трансформатор тока на подстанции AIS

Рисунок 3 — Трансформатор тока на подстанции GIS

Рисунок 4 — Трансформатор тока в распределительном устройстве среднего напряжения

Вторичная цепь CT должна быть заземлена, а заземлена только в одной точке . Если вторичная обмотка CT оставить без нагрузки , существует риск взрыва .

Следует соблюдать особые меры предосторожности при подключении CT первичного (точки подключения обычно обозначаются P1 и P2 ) и вторичного y (точки подключения обычно обозначаются S1 и S2 ) для обеспечения правильного протекания электрического тока и правильного функционирования устройств, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5 — Подключение трансформатора тока

При этом подключении направления первичного и вторичного токов следующие:

• P1 è P2
• S1 è S2
• 6 )

При тестировании CT с использованием 90 196 Тестовое оборудование Omicron можно проверить, правильно ли подключен CT :

• Если подключение правильное, тестовое оборудование покажет угол 0 ° .
• Если подключение неправильное, тестовое оборудование покажет угол 180 ° .

Вы также можете прочитать: Фазирование трансформатора: точечная нотация и условное обозначение

Конструкция и типы трансформаторов тока

Производятся два типа CT :

• «Онлайн» ( прямо — через ) CT (Рисунок 6) — первичный тип бар и первичный обмотанный тип .
• ТТ «кольцевого типа» ( пончик ) (Рис. 7)

ТТ «кольцевого типа» состоит из стального тороида, который образует сердечник трансформатора и намотан вторичными витками. Пончик надевается на проводник первичной обмотки, который составляет один виток первичной обмотки.

Рисунок 6 — Сетевой CT

Рисунок 7 — Кольцевой CT

Кольцевой CT обычно используется в кабелях, сборных шинах и вводах трансформаторов.

Обычно HV CT используют нефть или газ ( SF6 ) в качестве изоляционной среды, а MV CT используют синтетические смолы .

CT может иметь одно или несколько ядер; Типичные области применения этих ядер:

• Ядро 1 — измерение; учет энергии; запись.
• Жилы 2 и 3 — защита.

Использование более одного ядра для защиты оправдано, когда в установке есть два набора защиты — основной и резервный .

Характеристики и спецификации трансформаторов тока

Основные электрические характеристики CT :

• Номинальное напряжение (максимальное напряжение , CT может выдерживать )
• Номинальный первичный ток
• Коэффициент
• Класс точности
• Нагрузочная способность
• Коэффициент мощности ( RF )
• Кривая намагничивания

Согласно IEC ^[2] Стандарт 61869-2, раздел 5.201 , номинальные первичные токи CT составляют: 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 А и их десятичные кратные или дробные части .

Отношение CT — это соотношение между значениями первичного и вторичного токов ; обычные вторичные значения: 1 A и 5 A .

Некоторые CT имеют специальных первичных обмоток , которые позволяют удвоить соотношение , когда предусматривается увеличение установки на (пример: 200-400 / 1 A ) — см. Рисунок 8.

Рисунок 8 — Схема подключения первичных обмоток ТТ с двойным передаточным числом

Класс точности CT соответствует допустимой погрешности % и связан с нагрузочной мощностью , полной мощностью , выраженное в ВА , которое снимается с вторичного сердечника ( вторичная нагрузка ) и для которого гарантируется точность.

В соответствии с упомянутым выше стандартом IEC , CT наиболее распространенные значения точности и нагрузки составляют:

• Измерение энергии : 2 или 0.5 / 2,5
• Измерение : 5/10 ВА
• Защита : PX, 5P10, 10P10, 5 P20 или 10P20 / 15 ВА или 30 ВА ; первые цифры ( « 5 » и « 10 ») связаны с максимальной допустимой погрешностью , а вторые цифры (« 10 » и « 20 ”) связаны с коэффициентом предела точности ( ALF ), который представляет способность сердечников воспроизводить токи короткого замыкания без насыщения ^[3] .« P » означает защиту .

Класс PX является наиболее точным и обычно используется для основных защит . Этот класс точности был сохранен в соответствии с IEC в 1966 году в поправке № . 1 – прежний Стандарт 60044, включающий класс точности « X », определенный на отозвано BS 3938: 1973 .

Этот трансформатор имеет низкое реактивное сопротивление утечки, для которого знание характеристик вторичного возбуждения трансформатора, сопротивления вторичной обмотки, нагрузочного сопротивления вторичной обмотки и коэффициента трансформации достаточно для оценки его характеристик по отношению к системе защитных реле, с которой он будет использоваться. .

Спецификация погрешности PX CT составляет:

• Номинальный первичный ток
Коэффициент
• (максимальная погрешность: 25% )
• Напряжение в точке излома
• Ток намагничивания (возбуждения) (при заданном напряжении)
• Вторичное сопротивление (при 75 ° C )

Общие значения точности и нагрузки, а также пределы погрешности в соответствии со стандартом IEC 61869 указаны в таблице 1.

Таблица 1 — Общая точность и допустимая нагрузка ТТ и пределы погрешности

RF , который является характеристикой измерительных и измерительных ядер , представляет собой величину , на которую ток первичной нагрузки может быть увеличен по сравнению с номиналом, указанным на паспортной табличке, без превышения допустимого повышения температуры , т.е. так сказать, перегрузочная способность трансформатора .Общее значение для РФ — 1,5 .

И наоборот, минимальный первичный ток , который ТТ может точно измерить, — это « легкая нагрузка » или 10% номинального тока

Коэффициент мощности CT в значительной степени зависит от температуры окружающей среды . Большинство CT имеют рейтинговые коэффициенты для 35 ° C и 55 ° C . Общее значение для РФ — 1,5 .

Также важно учитывать в CT кривую намагничивания , аналогичную кривой, показанной на рисунке 9.

Рисунок 9 — Кривая намагничивания CT

Для того, чтобы этот CT работал удовлетворительно при максимальных токах короткого замыкания , он должен работать на линейной части кривой намагничивания , т. Е. На ниже точки, в которой происходит насыщение. встречается , известная как точка перегиба .

Точка перегиба определяется как точка, в которой повышение напряжения на 10% приводит к увеличению тока намагничивания на 50% .

Напряжение точки перегиба менее применимо для измерения трансформаторов тока , поскольку их точность, как правило, намного выше, но ограничена очень небольшой полосой пропускания номинального тока трансформатора тока, обычно от 1,2 до 1,5 номинального тока . Однако концепция напряжения точки перегиба очень уместна для защитных трансформаторов тока , поскольку они обязательно подвергаются токам , в 20 или 30 раз превышающим номинальный ток во время отказов , и наиболее критичны для дифференциальной защиты, которая будет обсудим позже.

Точка на кривой намагничивания , в которой работает CT , зависит от сопротивления вторичной цепи CT .

Полезно знать:

^[1] При U _n номинальное напряжение сети: HV — U _n ≥ 60 кВ ; MV — 1 кВ n ≤ 49,5 кВ .

^[2] IEC : Международная электротехническая комиссия.

^[3] Магнитный материал называется насыщенным , когда увеличение на приложенного внешнего магнитного поля не увеличивает намагниченность материала .

Об авторе: Мануэль Болотинья

— Диплом в области электротехники — Энергетика и энергетические системы (1974 — Высший технический институт / Лиссабонский университет)
— Магистр электротехники и вычислительной техники (2017 — Факультет компьютерных технологий / Нова Лиссабонский университет)
— старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор

Вы также можете прочитать:

Каковы функции трансформатора тока?

Трансформатор тока — это прибор, который преобразует большой ток в небольшой ток в соответствии с определенным коэффициентом трансформации.Трансформаторы тока обычно используются для измерения больших токов. В современных технологиях сложно создать прибор переменного тока, который мог бы напрямую измерять большие токи, и даже если они произведены, они будут доставлены к нам, когда мы их будем использовать. Это очень опасно. По этой причине умные инженеры изобрели трансформаторы тока, основанные на принципах трансформаторов. В практических приложениях трансформаторы тока также играют много важных ролей. В следующей статье пойдет речь о роли трансформаторов тока.

• Устройство и принцип работы трансформаторов тока:

1. Конструкция
   Конструкция трансформатора тока состоит из железного сердечника, первичной обмотки, вторичной обмотки, вывода и изолирующей опоры. Первичная обмотка трансформатора тока имеет небольшое количество витков. Он включен последовательно в линию, которая должна измерять ток, и через него протекает больший ток. Вторичная обмотка имеет большое количество витков, которые последовательно подключены к измерительной поверхности или цепи обслуживания реле в.
2. Принцип работы
   Принцип работы и эквивалентная схема трансформатора тока такие же, как и у обычного трансформатора, за исключением того, что первичная обмотка соединена последовательно в проверяемой цепи, а количество витков невелико; вторичная обмотка подключена к низкоомной нагрузке, такой как амперметр и токовая катушка реле, что примерно соответствует короткому замыканию. Ток первичной стороны и ток вторичной стороны зависят от нагрузки тестируемой цепи и не имеют ничего общего с нагрузкой вторичной стороны трансформатора тока.Когда трансформатор тока работает, вторичная сторона не может разомкнуться. В этом случае ток первичной стороны становится током возбуждения, что приведет к тому, что магнитный поток и напряжение вторичной стороны значительно превысят нормальное значение и поставят под угрозу безопасность людей и оборудования. Поэтому не допускается подключение предохранителя во вторичной цепи трансформатора тока, а также не допускается демонтаж амперметра и реле без обхода во время работы.

• Назначение трансформаторов тока:

1. Расширьте линейку приборов переменного тока
   Трансформатор тока выполнен по принципу трансформатора, он имеет определенный коэффициент тока, как наши потребители электроэнергии, мы должны выбирать по количеству потребляемой электроэнергии. Если это крупный пользователь электроэнергии, такой как фабрики, шахты и предприятия, им нужен ток 100А. Однофазные и трехфазные счетчики ватт-часов, которые мы используем сейчас, не могут пропускать такой большой ток.Следовательно, необходимо выбрать трансформатор тока, чтобы пропорционально изменять большой ток. Снизить ток, а затем измерить его измерителем низкого диапазона, что эквивалентно расширению диапазона измерителя переменного тока.
2. Изолируйте большие токи и повышайте безопасность пользователей.
   Мы используем трансформатор тока, чтобы превратить большой ток в небольшой ток. Из конструкции трансформатора тока видно, что нет прямого электрического соединения между первичной и вторичной сторонами.Они всего лишь муфта магнитной цепи. Когда ток большой, первичная сторона трансформатора тока имеет прямое электрическое соединение с измерительной схемой, а вторичная сторона соединена с прибором переменного тока. Он не имеет прямого отношения к измеряемой цепи, поэтому измеряемый прибор переменного тока и оператор соединены. Высокое напряжение разделено, тем самым защищая личную безопасность и безопасность прибора.
3. Снизить производственные затраты и стандартизировать производство приборов.
   Мы знаем, что ток на вторичной стороне трансформатора тока равномерно преобразован в стандартный 5А, поэтому производителю нужно только произвести амперметр переменного тока с диапазоном 5А, а затем оснастить разные трансформаторы тока в соответствии с разными уровнями тока.Вверх. Таким образом, она не только снизила производственные затраты, но и стандартизировала инструменты, достигнув двух целей одним махом.

Нужна розетка для измерителя ТТ? Вот что вам следует знать

Гнездо измерителя тока Милбанка, подключенное к трансформатору в Луисвилле, Кен.

Счетные розетки есть почти в каждом здании, которое вы проезжаете, а для домов в вашем районе большинство из них будут типичными жилыми автономными счетчиками с розетками.Но когда дело доходит до предприятий и приложений, которым требуется большая сила тока или более высокое напряжение (обычно 480 В переменного тока), вы можете найти шкафы ТТ и гнезда для счетчиков ТТ.

В этой статье дается обзор того, что такое розетки для счетчиков ТТ, почему и как они используются, а также некоторые из различных опций, доступных или требуемых некоторыми коммунальными предприятиями.

Введение в трансформаторы тока

Гнездо счетчика с номинальным током CT передает индуцированный ток, уменьшая силу тока, протекающего через счетчик.Это достигается за счет использования трансформаторов тока, или ТТ, которые измеряют переменный ток и вырабатывают вторичный ток в фазе с его первичным током в заданном соотношении.

Нагрузочный проводник проходит через центр и наводит ток на обмотки трансформатора. Этот индуцированный ток затем проходит через контур вторичной цепи к розетке счетчика с номиналом CT, в которой находится счетчик ватт-часов с номиналом CT, который измеряет коэффициент мощности, потребляемой потребителем.

Есть два типа трансформаторов тока, обычно используемых в сочетании со шкафами Milbank CT и розетками для счетчиков, рассчитанных на трансформатор тока.Первый — это ТТ оконного типа, также известный как ТТ типа «пончик», который включает в себя пространство в центре ТТ, через которое проходит провод или шина. Этот стиль обычно используется в шкафах ТТ или устанавливается на зданиях или опорах.

Второй вид — это трансформатор тока стержневого типа, также обычно используемый с установками розеток счетчиков Milbank CT. Трансформаторы шинного типа поставляются с завода с линейной шиной или проводником, присоединенным к трансформатору тока, и обычно соединяют проводники линии и нагрузки в шкафу или стойке трансформатора тока.В этом сценарии каждый конец СТ стержневого типа имеет посадочные площадки для крепления. Те же посадочные площадки — это места, где приземляются входящие линейные проводники и отходящие проводники нагрузки. Стиль стержневого типа помогает избежать сильных изгибов в кабелях с большими проводниками и упрощает изменение направления для проводников нагрузки. Это может позволить уменьшить размеры шкафа, занимая меньше места.

Когда использовать розетку измерителя ТТ

Коммунальным предприятиям часто требуются трансформаторы тока, когда в приложении достигается определенная сила тока или напряжение.Для EUSERC (Комитет по требованиям к электрическому сервисному оборудованию) на западе это означает переход к трансформаторам тока для приложений, превышающих 200 ампер. В других областях обычно требуются трансформаторы тока с током более 400 А. Оба они находятся под напряжением 480.

Основная причина этого — безопасность рабочих, которые обслуживают и заменяют счетчики. Приложения обычно бывают коммерческими и промышленными, но всегда лучше проконсультироваться с коммунальным предприятием, чтобы убедиться, что их требования выполняются при установке (форма счетчика, правильная розетка счетчика, цвета и конфигурации внутренней проводки и т. Д.).
Гнезда для счетчиков ТТ часто используются вместе со шкафом ТТ — оба элемента монтируются отдельно или, в некоторых случаях, гнездо устанавливается на самом шкафу. В определенных областях, например, в частях юго-запада США, коммунальные предприятия могут потребовать транскетера, где и розетка счетчика, и секция трансформатора тока размещены внутри одного корпуса.

В случаях, когда распределение электроэнергии необходимо для крупных проектов, таких как зарядка электромобилей или парковочное освещение, закрытые элементы управления Milbank могут содержать распределительную сеть, а также могут быть оснащены розетками для счетчиков трансформаторов тока.

Контрольные переключатели и другие опции

В приложениях, рассчитанных на трансформатор тока, коммунальные предприятия часто определяют требования к цвету и конфигурации тестового переключателя и проводки. Испытательные переключатели используются для шунтирования и тестирования трансформаторов тока.

Розетки для счетчиков Milbank CT могут поставляться с приспособлениями для тестовых переключателей, устанавливаемых на месте, или с переключателями, которые устанавливаются на заводе. При наличии схемы подключения, в которой указывается необходимая конфигурация электросети и форма счетчика, Milbank может разработать розетки счетчиков с номинальным током трансформатора тока с индивидуальной разводкой.

Есть несколько других функций, которые утилита может указать для розеток ТТ и шкафов ТТ. Один из них предназначен либо для PT, либо для комплекта VT. Трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения снижают напряжение, протекающее через розетку счетчика, обеспечивая дополнительную безопасность для рабочих.

Варианты байпаса для розеток ТТ могут быть разными. Функция автоматического байпаса или плунжерного байпаса означает, что когда измеритель ТТ вытаскивается из розетки, ТТ автоматически шунтируются. Тестовый переключатель обычно не используется вместе с сокетами автоматического байпаса, но может быть установлен, если это указано утилитой.Milbank также предлагает розетки для счетчиков класса CT с усиленным рычажным байпасом, включая U4490-XL, показанный здесь.

Milbank предлагает широкий выбор розеток для счетчиков CT с различными функциями, упомянутыми выше. Один из распространенных вариантов — UC7237-RL, 13-контактная розетка для безымянного счетчика. Загрузите наш каталог приборов с рейтингом, чтобы увидеть больше возможностей.

Если вы заинтересованы в получении информации о продуктах и ​​обновлениях от Milbank в будущем, рассмотрите возможность подписки на наш список обновлений!

.