Site Loader

Содержание

Устройство и схемы включения измерительных трансформаторов

Страница 31 из 66

Трансформаторы тока.

Назначением трансформаторов тока в установках напряжением до 1000 В является понижение тока до величины, наиболее удобной для подключения измерительных приборов станций и подстанций. В установках более высоких напряжений трансформаторы тока нужны также и для отделения вторичных цепей приборов от цепей первичного высокого напряжения. Вторичный ток стандартных трансформаторов тока принят равным 5 А, что достигается соответствующим подбором отношения витков первичной и вторичной обмоток. Первичные обмотки трансформаторов тока могут быть выполнены на токи до нескольких тысяч ампер. Это дает возможность включать их в цепи с большой нагрузкой и замерять эту нагрузку на вторичной стороне трансформаторов тока, подключая к ним измерительные приборы, отградуированные на первичную нагрузку.
Каждый трансформатор тока характеризуется номинальным коэффициентом трансформации по току, который представляет собой отношение номинальных токов первичного ко вторичному

Так как в большинстве случаев Iном2 = 5 А, то коэффициент трансформации указывают дробью, например:

Вторичная мощность трансформатора тока равна

где Ζ2 — полное сопротивление внешней цепи, включая сопротивление всех катушек приборов и реле. Или, пренебрегая индуктивными сопротивлениями токовых цепей и заменив Ζ2 на R2, получим



Рис. 81. Измерительный трансформатор тока типа ТПОЛ на 10 кВ:
1 — литой корпус, 2 —выводы, 3 — установочная плита, 4 — болт, 5 — крепежные отверстия, 6 — зажимы

Первичная обмотка трансформаторов тока выполняется в виде катушки, насаженной на сердечник. Трансформаторы тока для установок низкого напряжения выполняются с одним сердечником и од- ной вторичной обмоткой, а для установок высокого напряжения с несколькими сердечниками и обмотками.

По числу витков первичной обмотки трансформаторы тока делятся на одновитковые и многовитковые. В одновитковых роль витка играет токоведущий стержень или шина, на которую надевается трансформатор. Многовитковые трансформаторы изготовляют на большие первичные токи порядка сотен ампер.
Наиболее распространенные типы трансформаторов тока, применяемые в сельских электроустановках, следующие: ТКМ, ТПФМ, ТПЛ, ТПШЛ, рассчитанные на первичные токи от 5 до 3000 А и выше. В обозначениях трансформаторов буква Т — означает трансформатор тока, К — катушечный, П — проходного исполнения, Ф — с фарфоровой, а Л — с лигой изоляцией, М — модернизированный.

Трансформаторы проходного исполнения чаще всего применяют в распределительных устройствах, так как они могут заменить собой проходные изоляторы. Трансформаторы с литой изоляцией выполняются в едином блоке (обе обмотки и сердечник заливаются синтетической смолой, что повышает прочность обмоток, и сокращает размеры трансформатора). Трансформаторы типов ТПЛ, ТПОЛ, ТПШЛ имеют малые габариты и повышенную устойчивость к токам короткого замыкания. На рис. 81 показан внешний вид трансформатора тока типа ТПОЛ, лигой корпус 1 которого соединен с установочной плитой 3, имеющей крепежные отверстия 5. Выводами 2 трансформатор включается в первичную цепь, а приборы вторичной цепи подключаются к зажимам 6. Для заземления трансформатора служит болт 4. Основные технические данные трансформаторов тока приведены в приложении 12.


Рис. 82. Схемы включения трансформаторов тока: а — в две фазы, б — в три фазы
Трансформаторы тока могут включаться в одну, две или три фазы. Независимо от способа включения в установках высокого напряжения одна точка вторичной обмотки заземляется по условиям безопасности (на случай пробоя первичной обмотки на вторичную). Для подключения контрольно-измерительных приборов используют схемы включения трансформаторов тока в две или три фазы, соединяя их в неполную или полную звезду соответственно (рис. 82).

Для разовых замеров, например нагрузки по фазам в цепях напряжения выше 1000 В, применяют трансформаторы тока с разъемными сердечниками, выполненными в виде токоизмерительных клещей. Разъемный сердечник со вторичной обмоткой, к которой подключен амперметр, укреплен на изолирующих ручках. Роль первичной обмотки играет охватываемая токоведущая часть или провод. Токоизмерительные клещи часто используют для контроля равномерности нагрузки отдельных фаз электроустановки.
Стационарные трансформаторы тока выбирают по роду установки, номинальным данным, классу точности и нагрузке, а проверяют на термическую и динамическую устойчивость токам короткого замыкания.

Эти измерительные трансформаторы устроены и работают, как обычные небольшие силовые трансформаторы с номинальным коэффициентом трансформации по напряжению


Первичное номинальное напряжение соответствует напряжению установки, а вторичное Uном2=100 В (на это напряжение и выполняются обмотки подключаемых измерительных приборов).

Рис. 83. Измерительный однофазный трансформатор напряжения типа НОМ-10:
1 — трансформатор, 2 — пробка

Рис. 84, Схемы включения двух однофазных трансформаторов напряжения:

а —в открытый треугольник, б — трехфазного пятистержневого трансформатора для измерения напряжения в установках выше 1000 В

Трансформатор напряжения имеет две обмотки: первичную и вторичную, намотанные на одном сердечнике. Сердечник с обмотками помещают в кожух, заполненный маслом (для напряжения 3—35 кВ), или выполняют их сухими для напряжений 0,5 кВ. Трансформаторы выполняют как однофазными, так и трехфазными. На рис. 83 показан однофазный трансформатор НОМ-10 на первичное напряжение 10 кВ и вторичное напряжение 100 В для внутренней установки. На крышке трансформатора 1 расположены изоляторы высокого напряжения с вводами А и X для подключения к сети и выводами а, х низкого напряжения. Масло в бак трансформатора заливается через пробку 2. Трансформаторы напряжения устанавливаются в ячейках распределительных устройств и защищаются предохранителями типа ПКТ. Технические данные трансформаторов для напряжений до 35 кВ приведены в приложении 13.

Линейное напряжение цепи можно измерить однофазным трансформатором, подключенным между фазами. Двумя однофазными трансформаторами, соединенными в открытый треугольник (рис. 84, а), можно намерить три любых линейных напряжения (или три фазных напряжения при создании искусственной нулевой точки). Эту схему включения применяют иа станциях и подстанциях для питания обмоток напряжения самых разнообразных измерительных приборов — вольт- метров, счетчиков, ваттметров. Трехфазные трансформаторы напряжении могут быть выполнены как с трехстержневыми сердечниками и одной вторичной обмоткой, так и  с двумя вторичными обмотками. Дополнительные крайние стержни такого трансформатора играют роль шунтов по отношению к основным стержням. Схема включения в сеть пятистержневого трансформатора с двумя вторичными обмотками w2 и w3 (последняя соединена в открытый треугольник) показана на рис. 84, б. Эта схема является наиболее универсальной, так как она позволяет измерять не только фазные и линейные напряжения, но и осуществить контроль изоляции установки. В этом случае к обмотке w3 подключают вольтметр или реле напряжения, действующие на сигнал при замыкании фазы на землю.
В распределительных устройствах сельских станций и подстанций трансформаторы напряжения подключаются к шинам через разъединители и кварцевые предохранители. Количество измерительных приборов, которое можно подключить ко вторичным обмоткам трансформаторов напряжения, ограничено их мощностью. Нормальная работа трансформатора напряжения гарантирована при условии, если падение напряжения во вторичной цепи не превышает 1 % от номинального.

13.Схемы соединения трансформаторов тока и реле.

 

Схемы соединения трансформаторов тока и реле

 

В схемах с включением реле на полные токи фаз токи в реле Iр в общем случае отличаются от вторичных фазных токов I измери­тельных преобразователей. Это отличие характеризуется коэффи­циентом схемы

kcx

=Iр/I,

который может зависеть от режима ра­боты защищаемого элемента. Если ток I выразить через первич­ный ток I и коэффициент трансформации KI измерительного пре­образователя, то

kcx = Iр *KI / I.

Это соотношение справедливо так­же для тока срабатывания реле Iс.р и тока срабатывания защиты Iс.з, т. е.

kcx =Iс.р*KI/Iс.з.

 При определении токов срабатывания обычно рассматривается симметричный режим. В этом случае ко­эффициент схемы обозначают как.

 

Применяются следующие схемы:

 

1. Трехфазная схема соединения в полную звезду.

 

Имеется три трансформатора в каждойц фазе.

Достоинства.

1.     Реагирует на все виды однофазных и многофазных КЗ.

2.     Равная чувствительность схемы при всех видах КЗ. 

3.     Коэффициент схемы равен 1.

Недостатки

1.     Большое количество оборудования.

2.     Возможность неселективного действия при КЗ на землю разных фаз в двух точках сети с изолированной нейтралью.

 

2.     Двухфазная двухрелейная схема соединения в неполную звезду.

Достоинства.

1. Схема реагирует на все виды КЗ за исключением КЗ на землю фазы в который TA не установлен, поэтому данная схема применяется для междуфазных защит.

2. Коэффициент схемы равен 1.

Недостатки.

1. Коэффициент чувствительности в некоторых случаях может быть в два раза меньше чем у схемы полной звезды. Например, при КЗ за трансформатором, с соединением обмоток Y-D или  D- Y.

3. Схема на разность токов двух фаз.

 

 

Ток реле равен геометрической разности токов двух фаз

Достоинство.

1.     Экономичность. Используется только одно реле.

Недостатки.

1.     Различная чувствительность при различных видах КЗ.

2.     Данная схема отказывает в действии при некоторых вида двухфазных КЗ.

 

4. Трехфазная схема соединения ТА в полный треугольник, а реле — в полную звезду.

Схема используется в дифференциальных защитах.

Токи в обмотках реле равены геометрической разности фазных токов.

Коэффициент схемы равен .

Недостатки.

Схема имеет неодинаковую чувствительность к различным видам КЗ. Чувствительность минимальна при однофазных и двойных КЗ.

Во всех этих схемах измерительные органы включают на пол­ные токи фаз.

Применяются также схемы включения на составляющие токов нулевой и обратной последовательности. В этих схемах реле подключается к  фильтрам тока нулевой и обратной последовательностей.

 

5. Схема соединения реле на сумму токов трех фаз.

Схема используется для защиты от замыканий на землю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения трансформаторов тока.

ТКЛ -3                ТПОЛМ-10     К- катушечный         Ш- шинный

ТПЛ-10               ТШЛ-10          Л- с литой изоляцией  М-масло

ТПОЛ-10            ТШЛП-10       П- проходной         У- усиленный

ТПЛУ-10             ТПШЛ-10   О – одновитковый,  Число – напряжение в кВ.

 

Схемы соединений трансформаторов тока и цепей тока реле токовых защит

Для токовых защит используются схемы с ТТ, установленными во всех трёх фазах (трёхфазные) или в двух фазах (двухфазные). При этом вторичные обмотки ТТ могут соединяться в полную или неполную звезду, а также в полный или неполный треугольник.

Подключение пусковых реле тока к трансформаторам тока в схемах токовых защит может осуществляться по различным схемам:

  • соединение ТТ и обмоток реле в полную звезду;

  • соединение ТТ и обмоток реле в неполную звезду;

  • соединение ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду;

  • соединение двух ТТ и одного реле в схему на разность токов 2-х фаз;

  • соединение ТТ в фильтр токов нулевой последовательности.

Поведение и работа реле в каждой из этих схем зависят от характера распределения токов в ее вто­ричных цепях в нормальных и аварийных условиях. При анализе различных схем сначала определяются положительные направления действующих величин первичных токов ТТ при различных видах к.з., а затем определяются пути замыкания вторичных токов каждого ТТ. Результирующий ток в проводах и обмотках реле тока определяется геометрическим сложением или вычитанием соответствующих векторов фазных токов.

Для каждой схемы определяется отношение тока в реле Iр к току в фазе Iф, которое называется коэффициентом схемы:

;

Коэффициент схемы необходимо учитывать при расчёте уставок и оценке чувствительности токовой защиты.

Векторные диаграммы первичных токов при различных к.з. представлены на рисунке 23.

Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

Трансформаторы тока устанавливаются во всех фазах. Вторич­ные обмотки трансформаторов тока и обмотки реле соединяются в звезду и их нулевые точки связываются одним проводом, назы­ваемым нулевым. В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток трансформаторов тока.

Рисунок 22 – Соединение трансформаторов тока и реле по схеме полной звезды

При нормальном режиме и трехфазном к.з. в реле I, II и III проходят токи фаз:

; ;,

а в нулевом проводе — их гео­метрическая сумма, ,которая при симметричных режимах равна нулю (как при наличии, так и отсутствии заземления, рисунок 23, а).

Рисунок 23 – Векторная диаграмма токов.

а — при трехфазном к. з.; б — при двухфазном к. з.; е — при однофазном коротком замы­кании; г — при двухфазном к. з. на землю; д — при двойном замыкании на землю в раз­ных точках.

При двухфазных к.з. ток к.з. проходит только в двух поврежденных фазах и соответственно в реле, подключенных к трансформаторам тока поврежденных фаз (рисунок 23, б), ток в неповрежденной фазе отсутствует. Согласно закону Кирхгофа сумма токов в узле равна нулю, следовательно, = 0, отсюда .

С учетом этого на векторной диаграмме (рисунок 23, б) токи IB и IС показаны сдвинутыми по фазе на 180°.

Ток в нулевом проводе схемы равен сумме токов двух повре­жденных фаз, но так как последние равны и противоположны по фазе, то ток в нулевом проводе также отсутствует.

Т.е. реле, включенное в нулевой провод схемы трансформаторов тока, соединённых в полную звезду, не будет реагировать на междуфазные к.з.

Однако, из-за неидентичности характеристик и погрешностей ТТ сумма вторичных токов при нагрузочном режиме и при 3-х и 2-х фазных к.з. отличается от нуля и в нулевом проводе проходит ток, называемый током небаланса.

При однофазных к. з. первичный ток к.з. проходит только по одной поврежденной фазе (рисунок 23, в). Соответствующий ему вторичный ток проходит также только через одно реле и замы­кается по нулевому проводу.

При двухфазных к.з. на землю токи проходят в двух повреждённых фазах и соответственно в двух реле, а в нулевом проводе проходит ток, равный геометрической сумме токов повреждённых фаз, всегда отличный от нуля.

При двойном замыкании на землю в различных точках, например фаз В и С, на участке между точками замыкания на землю режим аналогичен 1ф. к.з. фазы В, а между источником питания и ближайшему к нему месту замыкания фазы С – соответствует режиму 2-х фазного к.з. фаз В и С.

Нулевой провод схемы звезды является фильтром токов нулевой последовательности. Токи прямой и обратной последовательностей в нулевом проводе не проходят, так как векторы каждой из этих систем дают в сумме нуль. Токи же нулевой последовательности совпадают по фазе, поэтому в нулевом проводе проходит утроенное значение этого тока.

Ток в реле равен току в фазе, поэтому коэффициент схемы равен единице: КСХ = 1.

Выводы:

  1. Схема полной звезды реагирует на все виды замыканий.

  2. Схема применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междуфазных к.з.

  3. Схема отличается надежностью, так как при любом замыкании срабатывают по крайней мере два реле.

Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

ТТ устанавливаются в двух фазах (обычно А и С), вторичные обмотки и обмотки реле соединяются аналогично схемы полной звезды.

Рисунок 24 – Схема соединения транс­форматоров тока и обмоток реле в неполную звезду.

В нормальном режиме и при трёхфазном к.з. в реле I и III проходят токи соответствующих фаз:

; ,

В нулевом проводе ток равен их геометрической сумме: Фактически ток в нулевом проводе соответствует току фазы В, отсутствующей во вторичной цепи.

В случае двухфазного к.з. токи появляются в одном или двух реле (I или III) в зависимости от того, какие фазы по­вреждены.

Ток в обратном проводе при двухфазных к.з. между фазами А и С, в которых установлены трансформаторы тока, равен нулю, т.к. IA = — IC, а при замыка­ниях между фазами AB и ВC он соответственно равен IН.П = — Iа и IН.П = — IС.

В случае однофазного к.з. фаз (А или С), в кото­рых установлены трансформаторы тока, во вторичной обмотке трансформатора тока и обратном проводе проходит ток к.з. При замыкании на землю фазы В, в которой трансформатор тока не установлен, токи в схеме защиты не появляются; следовательно, схема неполной звезды реагирует не на все случаи однофазного к.з. и поэтому применяется только для защит, действующих при между фазных повреждениях. Рассмотрев поведение защиты при различных видах замыканий, нетрудно заметить, что при трехфазном замыкании работают три реле, при двухфазном — два; при замыкании фазы В на землю защита не работает.

Выводы:

1. Схема неполной звезды реагирует на все виды междуфазных замыканий.

2. Схема достаточно надежна, т.к. при любом междуфазном замыкании срабатывают, по крайней мере, два реле.

3. Для ликвидации однофазных замыканий требуется дополнительная защита.

4. используется для подключения защиты от междуфазных к.з.

Коэффициент схемы КСХ = 1.

Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду

Вторичные обмотки трансформаторов тока, соединенные после­довательно разноименными выводами, образуют тре­угольник. Реле, соединенные в звезду, подключаются к вершинам этого треугольника. Из токораспределения на рисунке 25, а) видно, что в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

; ;.

Рисунок 25 – Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду – а), векторная диаграмма токов – б).

При симметричной нагрузке и трехфаз­ном к.з. в каждом реле проходит линейный ток, в раз больший фазных токов и сдвинутый относи­тельно последних по фазе на 30°

(рисунок 25, б).

В таблице 3 приведены значения токов при других видах к.з. в предположении, что коэффициент трансформации трансформа­торов тока равен единице (КТ = 1).

Таблица 3 – Значения токов при различных видах к.з.

Вид короткого замыкания

Поврежден­ные фазы

Токи в фазах

Токи в реле

I

II

III

Двухфазное

А, В

IB = — IA, I C= 0

2IA

IB

-IA

В, С

IC = — IB, IA = 0

-IB

2IB

IC

С, А

IA = — IC, I B = 0

IA

-IC

2IC

Однофазное

А

IA = IK, IB = IC = 0

IA

0

-IA

В

IB = IK, IA = IC = 0

-IB

IB

0

С

IC =IK, IB = IC = 0

0

-IC

IC

Таким образом, схема соединения трансформаторов тока в тре­угольник обладает следующими особенностями:

1. Токи в реле проходят при всех видах к.з., и, следовательно, защиты по такой схеме реагируют на все виды к.з.

2. Отношение тока в реле к фазному току зависит от вида к.з.

3. Токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника трансформаторов тока, не имея пути для замыка­ния через обмотки реле, значит при к.з. на землю в реле попадают только токи прямой и обратной последовательностей, т. е. только часть тока к.з.

В рассматриваемой схеме ток в реле при 3-х фазных симметричных режимах в раз больше тока в фазе, поэтому коэффициент схемыКСХ =.

В соответствии с таблицей 3 коэффициент схемы при 2-х фазных к.з. для разных реле соответствует значениям КСХ = 2 или 1 , а при однофазных к.з. – КСХ = 1или 0.

Описанная выше схема применяется в основном для дифферен­циальных и дистанционных защит

Схема соединения двух ТТ и одного реле, включённого на разность токов двух фаз.

ТТ устанавливаются в 2-х фазах (обычно А и С), их вторичные обмотки соединяются разноимёнными зажимами, к которым параллельно подключается токовое реле. В некоторой литературе эту схему называют схемой неполного треугольника.

Рисунок 26 – Схема соединения двух ТТ и одного реле, включённого на разность токов двух фаз.

В рассматриваемой схеме ток в реле равен геометрической сумме токов двух фаз, в которых установлены ТТ:

, где , .

При симметричной нагрузке и в режиме 3-х фазного к.з. ток в реле I(3)Р = IФ и К(3)СХ =.

При 2-х фазных к.з. между фазами, в которых установлены ТТ (А и С) в реле будет протекать двойной ток, т.к. в этом случае IA = — IC, и следовательно I(2)Р = 2 IФ и К(2)СХ.АС = 2.

При замыканиях между фазами АВ или ВС в реле поступает только ток той фазы, в которой установлен ТТ (Iа или Iс), поэтому I(2)Р = IФ и К(2)СХ.АВ = 1, К(2)СХ.ВС = 1.

При 1 фазных к.з. на фазах, в которых установлены ТТ в реле появляется фазный ток, при этом К(1)СХ. = 1, а при 1ф. к.з. на фазе, в которой ТТ не устанавливается (В) ток в реле будет отсутствовать и К(1)СХ. = 0.

Анализ поведения схемы при различных повреждениях показывает, что такое соединение позволяет выполнить защиту от всех видов междуфазных замыканий. Схема отличается экономичностью, но в то же время обладает сравнительно невысокой надежностью — отказ реле ведет к отказу защиты.

Защита, выполненная по этой схеме, имеет разную чувствительность к различным видам междуфазных замыканий Наименьший ток Iр, и поэтому наихудшая чувствительность, бу­дет при к.з. между двумя фазами (АВ и ВС), из которых одна фаза (В) не имеет трансформатора тока. Данная схема имеет худшую чувствительность при к.з. между АВ и ВС по сравнению со схемой полной и двухфазной звезды.

В случае однофазных к.з. на фазе, не имеющей трансформато­ров тока, ток в реле равен нулю, поэтому схема с включе­нием на разность токов двух фаз не может использоваться в ка­честве защиты от однофазных к.з.

Рассматриваемая схема может применяться только для за­щиты от междуфазных к.з. в тех случаях, когда она обеспечивает необходимую чувствительность при двухфазных к.з.

Схема соединения ТТ в фильтр токов нулевой последовательности

ТТ устанавливаются во всех фазах, а одноимённые зажимы их вторичных обмоток соединяются параллельно и к ним подключается обмотка реле (рисунок 27).

Рисунок 27 – Схема соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

В рассматриваемой схеме ток в реле равен геометрической сумме вторичных токов трёх фаз:

;

Ток в реле появляется только в режимах 1ф. к.з. и 2-х фазных к.з. на землю, так как только в этих режимах появляется ток нулевой последовательности.

В режимах симметричной нагрузки и междуфазных к.з. без земли сумма первичных и вторичных токов трёх фаз равна нулю и реле не действует.

Однако, в этих режимах из-за погрешностей ТТ в реле появляется ток небаланса Iн.б., который необходимо учитывать при применении схемы.

Рассматриваемую схему часто называют трёхтрансформаторным фильтром токов I0 и применяют для защит от однофазных и 2-х фазных к.з. на землю.

В режимах 2-х фазных к.з. за трансформаторами с соединением обмоток / и / и при 1 фазных к.з. за трансформаторами с соединением обмоток / различные схемы соединений ТТ и реле работают не одинаково.

Распределение токов к.з. в фазах линии при перечисленных к.з. за трансформаторами характеризуется тем, что токи проходят во всех фазах, причем в одной из фаз ток в 2 раза больше, чем в двух других, и сдвинут по отношению к ним по фазе на 1800. На рисунке 26 в виде примера приведён случай 2-х фазного к.з. между фазами А и В за силовым трансформатором /-11 с nТ = 1.

Рисунок 28 – Замыкание между двумя фазами за трансформатором с соединением обмоток /-11.

Защита по схеме полной звезды реагирует всегда на больший из токов, проходящий по одному из трёх реле.

Защита по схеме неполной звезды может оказаться в фазах с меньшими токами, поэтому она будет иметь в 2 раза меньшую чувствительность.

Защита по схеме неполного треугольника вообще не будет работать, т.к. ток в ней окажется равным нулю.

Исходя из вышеизложенного, в распределительных сетях напряжением до 35 кВ широкое применение получили защиты от междуфазных к.з. со схемой неполной звезды. Некоторые её недостатки по сравнению со схемой полной звезды – в 2 раза меньшая чувствительность при двухфазных к.з. за трансформаторами / и / и однофазных к.з. за трансформаторами / с заземлённой нейтралью могут быть устранены включением в обратный провод третьего реле тока. Ток в этом реле будет равен:

;

Ток Iр равен току третьей фазы (где отсутствует ТТ) и эта схема работает как схема полной звезды.

Схема неполного треугольника по сравнению со схемой неполной звезды имеет ряд недостатков:

– непригодна в качестве резервной защиты от двухфазных и однофазных к.з. за трансформаторами;

– имеет пониженную чувствительность для МТЗ при двухфазных к.з. между фазами, в одной из которых отсутствует ТТ.

Схема полной звезды является наиболее дорогой и не нашла широкого использования, т.к. требует установки 3-х ТТ.

Схема полного треугольника используется только на понижающих трансформаторах с глухозаземлёнными нейтралями.

Нагрузка трансформаторов тока

Выше отмечалось, что погрешность трансформатора тока за­висит от величины его нагрузки. Сопротивление нагрузки трансформатора тока равно:

,

где U2 и I2 — напряжение и ток вторичной обмотки ТТ.

Чтобы определить ZН, нужно вычислить напряжение U2, рав­ное падению напряжения в сопротивлении нагрузки ZН от про­ходящего в нем тока IН.

Сопротивление нагрузки состоит из сопротивления проводов rп и сопротивления реле ZР, которые для упрощения суммируются арифметически: ZН = rп + ZР.

Величина U2 = I2ZР зависит от схемы соединения трансформаторов тока, величины нагрузки ZН, вида к.з. и сочетания повреждённых фаз.

Для схемы полной звезды при трёх и двухфазных к.з.U2 равно падению напряжения в нагрузке фазы, т.е. U2 = I2 (rп + ZР), поэтому

;

При однофазном к.з. U2 равно падению напряжения в сопротивлении петли «фаза – нуль» и в сопротивлении реле в фазе ZР.Ф.и нулевом проводе ZР.0:

;

В схеме неполной звезды максимальная нагрузка на трансформаторы тока имеет место при двухфазных к.з. между фазой, имеющей ТТ и фазой, не имеющей его и равна ZН = 2rп + ZР.

При включении ТТ на разность токов двух фаз максимальная нагрузка на трансформаторы тока имеет место при двухфазных к.з. между фазами, имеющими трансформаторы тока и составляет:

;

В схеме треугольника трансформаторы тока имеют наибольшую нагрузку, равную как при 3-х, так и при 2-х фазных к.з. ZН = 3(rп + ZР).

Для уменьшения нагрузки на ТТ применяют последовательное включёние вторичных обмоток трансформаторов тока. При этом нагрузка распределяется поровну (уменьшается в два раза). Ток в цепи, равный I2=I1/nТ остается неизменным, а напряжение, приходящееся на каждый ТТ составляет I2ZН/2.

Выбор трансформаторов тока

Выбор трансформаторов тока для релейной защиты выполняется по следующему алгоритму:

  1. Определяется рабочий ток защищаемого объекта I раб.

  2. По найденному значению тока и номинальному напряжению выбирается трансформатор тока.

  3. Определяется максимально возможное значение тока повреждения защищаемого объекта I к.макс..

  4. Рассчитывается кратность тока короткого замыкания как отношение

,

где I1.ном – номинальный первичный ток ТТ.

5. Зная кратность К, по кривой 10%-й погрешности определяется допустимая нагрузка ZН. доп для выбранного трансформатора тока.

  1. Учитывая схему соединения ТТ, рассчитывается фактическая нагрузка трансформаторов тока ZН.факт. и сравнивается с допустимой ZН. доп.

7. Если ZН.факт ZН. доп считается, что трансформатор тока удовлетворяет требованиям точности и его можно использовать для данной схемы защиты. Если ZН.факт > ZН. доп, то необходимо принять меры для уменьшения нагрузки. В качестве таких мер можно назвать следующие:

— выбор трансформатора тока с увеличенным значением коэффициента трансформации;

— увеличение сечения контрольного кабеля;

— использование вместо одного трансформатора тока группу трансформаторов, соединенных последовательно.

Нормальным режимом работы для ТТ является режим короткого замыкания, в котором погрешности ТТ имеют наименьшие значения.

Работа трансформатора тока с разомкнутой вторичной обмоткой недопустима, т. к. в этом случае отсутствует размагничивающий поток в сердечнике ТТ, что приводит к его насыщению, резкому росту тока намагничивания и, как следствие, недопустимому нагреву трансформатора и разрушению изоляции. Раскорачивание вторичной обмотки ТТ при наличии тока в первичной приводит к перенапряжению во вторичных цепях и пробою изоляции.

3.2.1 Схемы включения трансформаторов тока и токовых реле

Однако в целом, полупроводниковые реле, по сравнению с электромагнитными и индукционными, обладают более высокой точностью, требуют меньших затрат на эксплуатацию, более просты в наладке. Важным достоинством полупроводниковых реле является наличие сервисных функций, таких, как тестированиеи самодиагностика.

Практически все электроэнергетические объекты выполняются в трехфазном исполнении. Это обстоятельство должно быть учтено при проектировании устройств релейной защиты и, в частности, при выборе схем соединения обмоток трансформаторов тока и измерительных органов реле.

Наиболеераспространенныесхемырассмотреныниже.

Схема полной звезды

При таком способе соединения трансформаторы тока устанавливаются на все фазы. Во вторичную цепь каждого трансформатора тока подключаются реле, крометого, одно реле ставитсяв нулевомпроводе (Рис.35).

Рис.35 Соединениетрансформаторовтока и релепо схеме полной звез-

ды: а) схема полной звезды; б) векторная диаграмма токов при трехфазном замыкании; в) векторная диаграмма токов при замыкании фаз А и C; г) векторная диаграмма токов при замыкании фазы А на землю.

При

трехфазном замыкании (Рис.35,б) срабатывают три реле:

KA1,

KA2, KA3; при двухфазном (Рис.35,в) — два реле; при однофазном,

(Рис.35,г) – двареле.

Выводы:

1.Схема полной звезды реагирует на все виды замыканий.

2.Схема одинакова чувствительна ко всем видам повреждений.

3.Схема отличается надежностью, так как при любом замыкании срабатывают, по крайней мере, двареле.

Схема неполной звезды

Трансформаторы тока устанавливаются на двух фазах, обычно на фазах А и С, к ним подключаются реле. Дополнительно, в нулевой провод устанавливаетсяещеодно реле (Рис.36,а).

Рис.36 Схемы соединениятрансформаторов токаи реле: а) в неполнуюзвезду; б) на разность токов двух фаз

Рассмотрев поведение защиты при различных видах замыканий, нетрудно заметить, что при трехфазном замыкании работают три реле, при двухфазном — два; при замыкании фазы В на землю защита не работает.

Выводы

1.Схема неполной звезды реагирует на все виды междуфазных замыканий.

2.Схема достаточна надежна — при любом междуфазном замыкании срабатывают, по крайней мере, двареле.

3.Для ликвидации однофазных замыканий требуется установка дополнительнойзащиты.

Схема включения трансформаторов тока и реле на разность токов двух фаз

Для реализации этой схемы трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах, начало каждой обмотки трансформатора тока соединяется с концом другой, и параллельнообмоткамподключаетсяреле (Рис.36,б).

Анализ поведения схемы при различных повреждениях показывает, что такое соединение позволяет выполнить защиту от всех видов междуфазных замыканий. Схема отличается экономичностью, но в то же время обладает сравнительно невысокой надежностью — отказ реле ведет к отказу защиты. Защита имеет разную чувствительность к различным видам междуфазных замыканий.

Схема включения трансформаторов тока и реле в фильтр токов нулевой последовательности

Трансформаторы токов устанавливаются во всех трех фазах, их вторичные обмотки соединяются между собой параллельно (Рис. 37).

Рис.37 Схема соединения трансформаторов тока и реле в фильтр токов нулевой последовательности

При возникновениитрехфазного замыкания — релене сработает. При двухфазномзамыкании, напримерфаз А и В — реле не сработает.

При возникновении однофазного короткого замыкания, например, фазы А на землю — реле сработает.

Выводы

1.Схема работаеттолько призамыканиях на землю.

2.Схема находит применение для защиты от замыканий на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью.

3.2.2 Пример выполнения схемы максимальной токовой защиты

На Рис.38 показана полная схема максимальной токовой защиты на постоянном оперативном токе c электромеханическими токовыми реле. Трансформаторытокаи релесоединеныпо схеменеполнойзвезды.

Рис.38 Схема максимальной токовой защиты:

а) схема цепей переменного тока; б) схема цепей постоянного тока

Оперативный ток нужен для питания реле в схемах релейной защиты, сигнализации, управления выключателями. В качестве источников оперативного тока применяются аккумуляторные батареи, трансформаторы тока и напряжения, трансформаторы собственных нужд. Аккумуляторные батареи используются на крупных энергетических объектах, так как их применение требует специально оборудованных помещений и наличие обслуживающего персонала. Остальные источники оперативного тока используются в системах энергоснабжения промышленных объектов, объектов сельского хозяйства и т. д.

Работа схемы. При возникновении короткого замыкания срабатывают два или три токовых реле и подают питание на реле времени KT. Реле времени, отработав установленную выдержку, подает «плюс» на выходное промежуточное реле KL . Срабатывание выходного реле приводит к подаче питания через блок-контакт выключателя Q.1 на электромагнит отключения YAT. Указательное реле KH сигнализирует о срабатывании защиты.

В более общем виде, без учета конкретной элементной базы, принцип и алгоритм работы максимальной токовой защиты можно проиллюстрировать с помощью алгебры логики, Рис.39.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

 

В ячейках распределительного устройства, через которые под­ключаются к сборным шинам линия, генератор, силовой транс­форматор, устанавливаются трансформаторы тока (ТТ), а на каждой секции сборных шин и на выводах генераторов — транс­форматоры напряжения (ТН). Подбирая коэффициенты тран­сформации этих измерительных трансформаторов, силу тока в любой цепи можно измерить обычным амперметром, рассчи­танным на силу тока в 5 А, и любое напряжение — вольтметром, рассчитанным на напряжение в 100 В.

В электроустановках ТТ предназначены для питания токовых катушек измерительных приборов и реле, а ТН — для катушек напряжения измерительных приборов и аппаратов защиты, изме­рения и контроля за напряжением.

При этом измерительные приборы надежно изолированы от высокого напряжения, так как в трансформаторах нет элек­трической связи между обмотками высокого и низкого напряжения. Вторичные обмотки ТТ и ТН заземляют, чтобы пред­отвратить появление высокого напряжения на измерительных приборах в случае аварийного пробоя изоляции между обмот­ками высокого и низкого напряжения измерительного транс­форматора.

 

Трансформаторы тока

 

Первичная обмотка трансформатора тока (рис. 1) (стержень, шины или катушки) 1 проходит внутри фарфорового изолятора 2, на который надеты кольцевые сердеч­ники 3, 5 (один или два). Сердечники изготовляют из спиральной стальной ленты, свернутой в виде кольца. На каждом сердечнике намотана вторичная обмотка 4 из медного изолированного про­вода. ТТ изготовляются в однофазном исполнении. В РУ приме­няются ТТ классов точности 0,5; 1; 3.


Рис. 1. Принципиальная схема (а) и устройство (б) трансформатора тока, предназначенного для внутренней установки: I, II – соответственно первичная и вторичная обмотка; W – ваттметр; U – обмотка напряжения ваттметра; А – амперметр; P – реле.

 

Конструктивное исполнение ТТ весьма разнообразно.

Различают одно- и многовитковые трансформаторы тока. Применение получили одновитковые трансформаторы следую­щих характерных конструкций: стержневые, шинные и встро­енные.

Стержневые трансформаторы тока изготовляют для напряже­нии до 35 кВ и номинальных первичных токов силой от 400 до 1500 А. В качестве примера на рис. 2 показан трансформатор типа ТПОЛ-10 (П — проходной, О — одновитковый, Л — с ли­той изоляцией) для номинального напряжения 10 кВ. Первичная обмотка 1 выполнена в виде прямолинейного стержня с зажима­ми на концах. На стержень поверх изоляции надеты два коль­цевых магнитопровода 2 с вторичными обмотками. Магнитопроводы вместе с первичной и вторичной обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют монолитный блок 3 в виде проходного изолятора. Блок сна­бжен фланцем 4 из силумина с от­верстиями под болты для крепле­ния трансформатора. Зажимы 5 вторичных обмоток расположе­ны на боковом приливе изоляци­онного блока.


Рис. 2. Стержневой трансформатор типа ТПОЛ-10.

 

Шинные трансформаторы то­ка изготовляют для напряжений до 20 кВ и номинальных первич­ных токов силой до 18000 А клас­сом точности 0,5. При таких бо­льших токах целесообразно упро­стить конструкцию трансформа­тора, используя в качестве пер­вичной обмотки проводник (ши­на, пакет шин) соответствующего присоединения. При этом устраняются зажимы первичной об­мотки с соответствующими контактными соединениями. В каче­стве примера на рис. 3 показан трансформатор тока типа ТШЛ-20 (Ш — шинный, Л — с литой изоляцией) для напряжения 20 кВ. Магнитопроводы 2 и 5 с вторичными обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 3. Блок соединен с основанием 1 и с приливами 6 для крепления тран­сформатора. Проходное отверстие (окно) трансформатора тока рассчитано на установку шин. Зажимы 4 вторичных обмоток расположены над блоком 3.


Рис. 3. Шинный трансформатор типа ТШЛ-20.

 

Многовитковые ТТ изготавливают для всей шкалы номинальных напряжений и для первичных номинальных токов силой 1000 — 1600 А.

Для напряжений 6…10 кВ изготавливают катушечные и пет­левые ТТ с эпоксидной изоляцией. На рис. 4, а показан ТТ типа ТПЛ-10 (П — петлевой, Л — с литой изоляцией) для напря­жения 10 кВ.

Для напряжения 35…220 кВ изготавливают ТТ наружной уста­новки с масляной изоляцией типов ТФН, ТФНД (Ф — с фар­форовым кожухом, Н — для наружной установки, Д — с обмот­кой для релейной защиты (рис. 4, б, в).

Нагрузкой для ТТ служат сопротивления токовых обмоток измерительных приборов, реле автоматики и проводов вторич­ных цепей, включаемые последовательно. Суммарное значение этих сопротивлений не должно превышать номинального, ука­занного в каталоге на ТТ. В противном случае погрешность измерений превысит допустимую.


Рис. 4. Трансформатор тока типа ТПЛ-10 и ТПЛУ-10 (а), ТФНД-110М (б) и ТФННД220М (в): Л1, Л2 – соответственно ввод и вывод шины со стороны высокого напряжения; И1, И2 – вывод со стороны низкого напряжения.

 

В эксплуатации нельзя допускать работу ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой, так как его магнитная система рассчитана на малую индукцию. Намагничивающая сила первичной обмотки ТТ почти полностью уравновешивается размагничивающим дей­ствием его вторичной обмотки. Если вторичная обмотка ра­зомкнута, то индукция в магнитопроводе резко возрастает, что приводит к перегреву сердечника и недопустимому повышению напряжения на зажимах разомкнутой вторичной обмотки, что создает опасность для обслуживающего персонала и изоляции обмотки.

На рис. 5 показаны схемы включения ТТ.


Рис. 5. Схема включения трансформатора тока для измерения силы тока в одной (а), двух (б) и трех (в) фазах.

 

Защита кабельных линий от однофазных замыканий на землю часто осуществляется трансформатором тока нулевой последова­тельности (ТНП, ТНП-Ш), имеющим кольцеобразную или пря­моугольную форму. Трансформатор надевается на защищаемый кабель. К обмотке трансформатора подключается защитное реле (рис. 6).


Рис. 6. Кабельный трансформатор тока.

 

 

 

Трансформаторы напряжения

 

Трансформатор напряжения конструктивно и по принципу устройства во многом похож на силовой трансформатор неболь­шой мощности для той же ступени напряжения (рис. 7).


Рис. 7. Трансформатор напряжения.

 

Номи­нальное напряжение вторичных обмоток ТН со­ставляет 100 В. Для уста­новки в РУ используются ТН классов точности 0,5; 1 и 3.

ТН выпускаются на все стандартные напряже­ния от 0,5 до 500 кВ. На напряжения до 3 кВ ТН выполняются сухими, для 6 кВ и выше — масляны­ми. ТН напряжением 35 кВ и выше выполняются для наружных установок. Схемы включения ТН при­ведены на рис. 8.


Рис. 8. Включение трансформатора напряжения: а – трехфазного трехстержневого; б – комплекта из двух однофазных трансформаторов; в – трех однофазных; г – трехфазного пятистержневого.

 

Напряжения проводов относительно земли и напряжения ну­левой последовательности используют для релейной защиты, а также для сигнализации об однофазных замыканиях в сетях, где повреждения этого вида не подлежат автоматическому отключе­нию и могут быть длительными (сети с изолированной нейтра­лью).

В схемах (см. рис. 8) при отсутствии замыкания на землю вольтметры показывают фазное напряжение, а при замыкании на землю одной из фаз вольтметр этой фазы покажет напряжение, близкое к нулю. Показания двух других вольтметров будут близ­ки к значениям линейных напряжений.

Схема г (см. рис. 8) содержит две вторичные обмотки, одна из которых служат для измерений фазных и линейных напряжений. Вторая обмотка (а1, x1.) соединена в разомкнутый треуголь­ник, на концах которого напряжение равно нулю при нормаль­ном состоянии сети, так как сумма трех фазных ЭДС, индуктиру­емых в дополнительных обмотках, равна нулю.

При однофазном замыкании в сети у зажимов разомкнутого треугольника появляется напряжение, соответствующее тройно­му напряжению нулевой последовательности.

Реле, подключенное к обмотке, подает сигнал о неисправ­ности сети. Число витков на фазу дополнительной обмотки выбирают таким образом, чтобы при замыкании в сети напряже­ние на ее зажимах составляло около 100 В.

Основные схемы подключения трансформатора

Основные схемы подключения трансформатора

Что такое трансформатор тока?
Трансформатор тока (ТТ) представляет собой индуктивное устройство, преобразующее напряжение в сети. Его первичная обмотка подключается к источнику электроэнергии, а вторичная замыкается на защитный прибор с малым внутренним сопротивлением. Ток протекает через первичную обмотку, преодолевая ее сопротивление.

В процессе движения по виткам первичной обмотки возникает магнитный поток, который улавливается магнитопроводом. Витки вторичной обмотки расположены перпендикулярно виткам первичной обмотки. Под воздействием электродвижущей силы ток во вторичной обмотке преодолевает сопротивление в катушке, в результате чего падает напряжение на зажимах вторичной цепи.

Коэффициент трансформации определяется на стадии проектирования трансформатора, поэтому важно правильно выбрать модель устройства и заказать трансформатор в Бресте в зависимости от назначения и особенностей эксплуатации.

Сфера применения трансформаторов
Трансформаторы тока устанавливаются во многих бытовых электроприборах и промышленном электрооборудовании, для работы которых требуется более высокое или низкое напряжение, чем 220 В или 380 В. Для питания галогенных светильников необходимо напряжение 12 В, то есть почти в 20 раз ниже, чем в сети, и ТТ его понижает до требуемой величины.

Также трансформатор используются для учета электроэнергии. Широко распространены измерительные ТТ, которые подключаются к приборам измерения (вольтметрам, амперметрам и прочим) и осуществляют передачу токов на них. Выпускаются как компактные модели, которые помещаются в корпус бытовых приборов, так и модели для установки под открытым небом на линиях электросетей.

Основные преимущества изделий
Использование трансформаторов тока дает следующие преимущества:

Унификация измерительных приборов, градуировка их шкал в соответствии с измеряемым первичным током;
Повышается уровень безопасности при работе с различными реле и измерительными приборами за счет разделения цепей высшего и низшего напряжения;
Увеличивается максимальный диапазон напряжений и пределов измерения для различных измерительных приборов;
Обеспечивается питание токовых обмоток реле защиты и измерительных приборов;
Надежная изоляция от высокого первичного напряжения.

Параметры для выбора схемы подключения
Подключить самостоятельно трансформатор, предназначенный для бытового использования несложно – достаточно строго следовать схеме подключения. Но для эффективной и безопасной работы электроприборов необходимо правильно подобрать саму схему. При выборе необходимо учитывать:

Количество фаз в сети – трехфазные модели имеют 4 выхода, а однофазные только 2, поэтому схема подключения трехфазного трансформатора имеет ряд отличий;
Тип трансформатора тока – повышающий или понижающий;
Какой параметр тока необходим потребителю – для работы бытовой техники нужен постоянный ток, а в сети – переменный, и для его преобразования требуется подключение вторичной обмотки трансформатора тока через выпрямитель.

Популярные схемы подключения
Если ТТ используется для подключения через них вольтметров, амперметров и других высокочувствительных приборов, измеряющих ток небольшой силы, подключение трансформаторов тока производится по следующей схеме:

Схема подключения трансворматора для тока небольшой силы.

Первичная обмотка Л1-Л2 соединяется с линейным проводом, а вторичная обмотка ТТ И1-И2 соединена с токовой обмоткой измерительного прибора. Выводы Л1, И1 соединены перемычкой и подключены к фазному проводу. Третий зажим соединяется с нулевым проводом.

Для трехфазной электросети чаще всего используются три однофазных трансформатора, которые подключаются по схеме:

Если требуется подключение понижающего устройства, следует руководствоваться схемой:

Схема подключения понижающего трансворматора.

Чаще всего она используется для создания систем освещения. Небольшой размер ТТ дает возможность монтировать их непосредственно в каркасе потолка. Трансформатор располагается между выключателем и светильниками. Светильники подключаются параллельно.

Что важно учитывать при подключении?
Для облегчения монтажа производители наносят на них маркировку: ТАа, ТА1, КА1, что позволяет без ошибок соединить элементы.

При установке трансформатора на трехфазные линии необходимо учитывать, что, если напряжение в сети составляет от 6 до 35 кВ, трансформаторы могут быть установлены только на двух фазах, поскольку в таких сетях отсутствует нулевой провод.

Измерительные трансформаторы тока: назначение, устройство, схемы

Мощные электротехнические установки могут работать с напряжением несколько сот киловольт, при этом величина тока в них может достигать более десятка килоампер. Естественно, что для измерения величин такого порядка не представляется возможным использовать обычные приборы. Даже если бы таковые удалось создать, они получились бы довольно громоздкими и дорогими.

Помимо этого, при непосредственном подключении к высоковольтной сети переменного тока повышается риск поражения электротоком при обслуживании приборов. Избавиться от перечисленных проблем позволило применение измерительных трансформаторов тока (далее ИТТ), благодаря которым удалось расширить возможности измерительных устройств и обеспечить гальваническую развязку.

Назначение и устройство ИТТ

Функции данного типа трансформаторов заключаются в снижении первичного тока до приемлемого уровня, что делает возможным подключение унифицированных измерительных устройств (например, амперметров или электронных электросчетчиков), защитных систем и т.д. Помимо этого, трансформатор тока обеспечивают гальваническую развязку между высоким и низким напряжением, обеспечивая тем самым безопасность обслуживающего персонала. Это краткое описание позволяет понять, зачем нужны данные устройства. Упрощенная конструкция ИТТ представлена ниже.

Конструкция измерительного трансформатора тока

Обозначения:

  1. Первичная обмотка с определенным количеством витков (W1).
  2. Замкнутый сердечник, для изготовления которого используется электротехническая сталь.
  3. Вторичная обмотка (W2 — число витков).

Как видно из рисунка, катушка 1 с выводами L1 и L2 подключена последовательно в цепь, где производится измерение тока I1. К катушке 2 подключается приборы, позволяющие установить значение тока I2, релейная защита, система автоматики и т.д.

Основная область применения ТТ — учет расхода электроэнергии и организация систем защиты для различных электроустановок.

В измерительном трансформаторе тока обязательно наличие изоляции как между катушками, витками провода в них и магнитопроводом. Помимо этого по нормам ПУЭ и требованиям техники безопасности, необходимо заземлять вторичные цепи, что обеспечивает защиту в случае КЗ между катушками.

Получить более подробную информацию о принципе действия ТТ и их классификации, можно на нашем сайте.

Перечень основных параметров

Технические характеристики трансформатора тока описываются следующими параметрами:

  • Номинальным напряжением, как правило, в паспорте к прибору оно указано в киловольтах. Эта величина может быть от 0,66 до 1150 кВ. получит полную информацию о шкале напряжений можно в справочной литературе.
  • Номинальным током первичной катушки (I1), также указывается в паспорте. В зависимости от исполнения, данный параметр может быть в диапазоне от 1,0 до 40000,0 А.
  • Током на вторичной катушке (I2), его значение может быть 1,0 А (для ИТТ с I1 не более 4000,0 А) или 5,0 А. Под заказ могут изготавливаться устройства с I2 равным 2,0 А или 2,50 А.
  • Коэффициентом трансформации (КТ), он показывает отношение тока между первичной и вторичной катушками, что можно представить в виде формулы: КТ = I1/I2. Коэффициент, определяемый по данной формуле, принято называть действительным. Но для расчетов еще используется номинальный КТ, в этом случае формула будет иметь вид: IНОМ1/IНОМ2, то есть в данном случае оперируем не действительными, а номинальными значениями тока на первой и второй катушке.

Ниже, в качестве примера, приведена паспортная таблица модели ТТ-В.

Перечень основных параметров измерительного трансформатора тока ТТ-В

Виды конструкций измерительных трансформаторов

В зависимости от исполнения, данные устройства делятся на следующие виды:

  1. Катушечные, пример такого ТТ представлен ниже. Катушечный ИТТ

Обозначения:

  • A – Клеммная колодка вторичной обмотки.
  • В – Защитный корпус.
  • С – Контакты первичной обмотки.
  • D – Обмотка (петлевая или восьмерочная) .
  1. Стержневые, их также называют одновитковыми. В зависимости от исполнения они могут быть:
  • Встроенными, они устанавливаются на изоляторы вводы силовых трансформаторов, как показано на рисунке 4. Рисунок 4. Пример установки встроенного ТТ

Обозначения:

  • А – встроенный ТТ.
  • В – изолятор силового ввода трансформатора подстанции.
  • С – место установки ТТ (представлен в разрезе) на изоляторе. То есть, в данном случае высоковольтный ввод играет роль первичной обмотки.
  1. Шинными, это наиболее распространенная конструкция. Ее принцип строения напоминает предыдущий тип, стой лишь разницей, что в данном исполнении в качестве первичной обмотки используется токопроводящая шина или жила, которая заводится в окно ИТТ. Шинные ТТ производства Schneider Electric
  1. Разъемными. Особенность данной конструкции заключается в том, что магнитопровод ТТ может разделяться на две части, которые стягиваются между собой специальными шпильками.

Такой вариант конструкции существенно упрощает монтаж/демонтаж.

Расшифровка маркировки

Обозначение отечественных моделей интерпретируется следующим образом:

  • Первая литера в названии модели указывает на вид трансформатора, в нашем случае это будет буква «Т», указывая на принадлежность к ТТ.
  • Вторая литера указывает на особенность конструктивного исполнения, например, буква «Ш», говорит о том, что данное устройство шинное. Если указана литера «О», то это опорный ТТ.
  • Третьей литерой шифруется исполнение изоляции.
  • Цифрами указывается класс напряжения (в кВ).
  • Литера, для обозначения климатического исполнения согласно ГОСТ 15150 69
  • КТ, с указанием номинального тока первичной и вторичной обмотки.

Приведем пример расшифровки маркировки трансформатора тока.

Шильдик на ТТ с указанием его марки

Как видим, на рисунке изображена маркировка ТЛШ 10УЗ 5000/5А, это указывает на то, что перед нами трансформатор тока (первая литера Т) с литой изоляцией (Л) и шинной конструкцией (Ш). Данное устройство может использоваться в сети с напряжением до 10 кВ. Что касается исполнения, то литера «У», говорит о том, что аппарат создан для эксплуатации в умеренной климатической зоне. КТ 1000/5 А, указывает на величину номинального тока на первой и второй обмотке.

Схемы подключения

Обмотки трехфазных ТТ могут быть подключены «треугольником» или «звездой» (см. рис. 8). Первый вариант применяется в тех случаях, когда необходимо получить большую силу тока в цепи второй обмотки или требуется сдвинуть по фазе ток во вторичной катушке, относительно первичной. Второй способ подключения применяется, если необходимо отслеживать силу тока в каждой фазе.

Рисунок 8. Схема подключения трехобмоточного ТТ «звездой» и «треугольником»

При наличии изолированной нейтрали, может использоваться схема для измерения разности токов между двумя фазами (см. А на рис. 9) или подключение «неполной звездой» (B).

Рисунок 9. Схема подключения ТТ на разность двух фаз (А) и неполной звездой (В)

Когда необходимо запитать защиту от КЗ на землю, применяется схема, позволяющая суммировать токи всех фаз (см. А на рис 10.). Если к выходу такой цепи подключить реле тока, то оно не будет реагировать на КЗ между фазами, но обязательно сработает, если происходит пробой на землю.

Рис 10. Подключения: А – для суммы токов всех фаз, В и С — последовательное и параллельное включение двухобмоточных ТТ

В завершении приведем еще два примера соединения вторичных обмоток ТТ для снятия показаний с одной фазы:

Вторичные катушки включаются последовательно (В на рис. 10), благодаря этому возникает возможность измерения суммарной мощности.

Вторичные обмотки соединяются параллельно, что дает возможность понизить КТ, поскольку происходит суммирование тока в этих катушках, в то время как в линии этот показатель остается без изменений.

Выбор

При выборе трансформатора тока в первую очередь необходимо учитывать номинальное напряжение прибора было не ниже, чем в сети, где он будет установлен. Например, для трехфазной сети с напряжением 380 В можно использовать ТТ с классом напряжения 0,66 кВ, соответственно для установок более 1000 В, устанавливать такие устройства нельзя.

Помимо этого IНОМ ТТ должен быть равен или превышать максимальный ток установки, где будет эксплуатироваться прибор.

Кратко изложим и другие правила, позволяющие не ошибиться с выбором ТТ:

  • Сечение кабеля, которым будет подключаться ТТ к цепи вторичной нагрузки, не должно приводить к потерям сверх допустимой нормы (например, для класса точности 0,5 потери не должны превышать 0,25%).
  • Для систем коммерческого учета должны использоваться устройства с высоким классом точности и низким порогом погрешности.
  • Допускается установка токовых трансформаторов с завышенным КТ, при условии, что при максимальной нагрузке ток будет до 40% от номинального.

Посмотреть нормы и правила, по которым рассчитываются измерительные трансформаторы тока (в том числе и высоковольтные) можно в ПУЭ ( п.1.5.1.). Пример расчета показан на картинке ниже.

Пример расчета трансформатора тока

Что касается выбора производителя, то мы рекомендуем использовать брендовую продукцию, достоинства которой подтверждены временем, например ABB, Schneider Electric b и т.д. В этом случае можно быть уверенным, что указанные в паспорте технические данные, а методика испытаний соответствовала нормам.

Обслуживание

Необходимо обратить внимание, что при соблюдении режима и условий эксплуатации, правильно подобранных номиналах и регулярном обслуживании ТТ будет служить 30 лет и более. Для этого необходимо:

  • Обращать внимание на различные виды неисправностей, заметим, что большинство из них можно обнаружить при визуальном осмотре.
  • Производить контроль нагрузки в первичных цепях и не допускать перегрузку выше установленной нормы.
  • Необходимо отслеживать состояние контактов первичной цепи (если таковые имеются), на них должны отсутствовать внешние признаки повреждений.
  • Не менее важен контроль состояния внешней изоляции, почти в половине случаев ее стойкость нарушается из-за скопления грязи или влаги, которые закорачивают контакты на землю.
  • У масляных ТТ осуществляют проверку уровня масла, его чистоту, наличие подтеков и т.д. Обслуживание таких установок практически не сильно отличается от других силовых установок, например, емкостных трансформаторов НДЕ, разница заключается в небольших технических деталях.
  • Поверка ТТ должна проводиться согласно действующих нормативов (ГОСТ 8.217 2003).
  • При обнаружении неисправности производится замена прибора. Поврежденный ТТ отправляют в ремонт, который производится специализированными службами.

Использованная литература

  • В.В. Афанасьев «Трансформаторы тока»  1989
  • И С. Таев  «Основы теории электрических аппаратов»  1987
  • Вавин В. Н. «Трансформаторы тока» 1966
  • Кацман М. М. «Электрические машины и трансформаторы»  1971

Использование трансформатора в качестве переключателя

Электрический трансформатор — это устройство согласования импеданса. Это общеизвестный факт. Вот интересное приложение, использующее этот факт.

Если вы нагружаете вторичную обмотку трансформатора нулевым (0) Ом (короткое замыкание), полное сопротивление первичной обмотки также равно нулю (0) Ом. И наоборот, если нагрузка на вторичной обмотке трансформатора бесконечна (разомкнутая цепь), полное сопротивление первичной обмотки также будет бесконечным.
Теперь, если вы подключите первичную обмотку трансформатора последовательно с любой нагрузкой к источнику напряжения, вы можете включать и выключать напряжение нагрузки. Если вы закорачиваете вторичную обмотку, источник напряжения прикладывается непосредственно к нагрузке, поскольку полное сопротивление первичной обмотки трансформатора равно нулю (0) Ом, и все напряжение полностью падает на нагрузку. И, если вы разомкнете вторичную цепь, напряжение источника теперь полностью упадет на бесконечное сопротивление первичной обмотки, и ноль (0) вольт достигнет нагрузки.

К сожалению, электрические трансформаторы не идеальные переключатели из-за неэффективности.Первичная и вторичная обмотки имеют некоторое сопротивление, которое присутствует даже при коротком замыкании вторичной обмотки. Кроме того, для функционирования трансформатора необходимо наличие импеданса возбуждения, который не позволяет сопротивлению первичной обмотки достигать бесконечности, даже когда вторичная обмотка разомкнута.

Но, когда разработчик знает импеданс нагрузки и фактическое сопротивление холостого хода и короткого замыкания трансформатора, он очень часто может использовать это приложение в качестве эффективного переключателя.Хорошее применение для такого переключателя было бы там, где фактическое переключение выполняется в цепи высокого напряжения, но распознавание действия переключения требуется в цепи управления низкого напряжения. Система изоляции трансформатора изолирует высоковольтный выключатель от низковольтного управления.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Давайте поговорим о вашем проекте.

Свяжитесь с нами

Коммутация и защита трансформатора | T&D World

Для коммунальных предприятий надлежащая защита от переходных перенапряжений и перегрузок при высоком напряжении имеет решающее значение для обеспечения максимального срока службы их силовых трансформаторов.Невыполнение этого требования может привести к значительным финансовым последствиям для коммунального предприятия в виде повреждения оборудования и потери доходов из-за длительных отключений потребителей.

Коммунальные предприятия сталкиваются с устаревшей инфраструктурой и быстрым ростом коммерческой и жилой недвижимости. Это часто приводит к замене существующего защитного оборудования для удовлетворения повышенных требований к уровню неисправности, а также к добавлению нового оборудования для удовлетворения роста системы. Недорогое устройство защиты трансформатора первичной стороны может быть полезным, обеспечивая надежное трехфазное прерывание токов короткого замыкания.

Выбор защиты первичной стороны трансформатора

Выбор устройства защиты трансформатора первичной стороны требует тщательного понимания того, какие функции оно должно выполнять, поскольку оно должно обеспечивать надежную и экономичную работу в течение ожидаемого срока службы в 20–30 лет. Ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе защитного устройства, включают надежность, площадь основания и прерывание ограниченных неисправностей трансформатора, на которые приходится 90% неисправностей, которые устройство будет отключать.

Силовые предохранители

Для трансформаторов малых и средних размеров (обычно силовые предохранители могут служить первичным устройством защиты от сверхтоков. Плавкие предохранители исторически являются наименее дорогими с точки зрения затрат на покупку и установку и являются самой простой формой устройства электрической защиты. В этом случае предохранитель может быть подобран таким образом, чтобы обеспечить максимальную токовую защиту от повреждений, возникающих между предохранителем и ближайшим вторичным защитным устройством.

Плавкие предохранители

также могут служить резервной защитой для вторичного защитного устройства. Однако их применение может быть ограничено, поскольку они являются одноразовыми устройствами (предохранитель необходимо заменять после каждого прерывания), однофазными по конструкции и имеют ограниченные номиналы отключения по току короткого замыкания. Кроме того, их иногда трудно координировать как с вышестоящими, так и с нижележащими устройствами. По мере роста уровня отказов эта координация становится более сложной; отключающая способность предохранителя может быть недостаточной, и потребность в трехфазном режиме работы возрастает.Это побудило многие коммунальные предприятия использовать другие традиционные устройства защиты трансформаторов, включая автоматические выключатели и переключатели цепи.

Автоматические выключатели

Автоматический выключатель — это электрический выключатель, предназначенный для защиты электрической цепи и / или оборудования от повреждений, вызванных избыточным током в результате перегрузки или короткого замыкания. Его основная функция — превратиться из идеального проводника в идеальный изолятор в кратчайшие сроки путем прерывания протекания тока после обнаружения неисправности.Автоматические выключатели — популярное решение для защиты силовых трансформаторов, на долю которых приходится примерно 25% их применений. Их универсальная конструкция делает их идеальными для коммутации и защиты сложных схем шин, а также для защиты линий электропередачи. Многие из этих приложений требуют возможности быстрого (2-3 цикла) отключения сильноточных замыканий, превышающих 40 кА симм. Для защиты шины и линии интеграция трансформаторов тока во вводы выключателя (для конструкций с глухим резервуаром) помогает минимизировать затраты на установку и оборудование.

Хотя эта универсальная конструкция имеет множество преимуществ, она не всегда является лучшим решением для конкретного приложения. Это справедливо для приложений защиты трансформаторов, где быстрое восстановление переходных напряжений (TRV) может иметь место во время прерывания ограниченных замыканий трансформатора. Ограниченные повреждения трансформатора возникают на вторичной стороне трансформатора, но прерываются защитным устройством первичной стороны. Стандарты автоматических выключателей ANSI / IEEE не требуют гарантийных испытаний на это явление.Несмотря на то, что существует опубликованный стандарт для автоматических выключателей (C37.06.1), который поощряет дополнительные испытания на прерывание короткого замыкания во время быстрых TRV, большинство производителей автоматических выключателей не проводят эти дорогостоящие испытания без специального запроса.

Коммутаторы цепей

Коммутаторы цепи — это третий вариант, который коммунальные предприятия могут рассмотреть для переключения и защиты трансформаторов. В отличие от автоматических выключателей, автоматические выключатели разработаны и испытаны специально для защиты трансформаторов от высокого напряжения и коммутации.Коммутаторы цепи протестированы в соответствии с ANSI C37.016, что включает в себя тестирование на быстрое нарастание TRV, которое типично во время прерывания ограниченных неисправностей трансформатора.

Поскольку большинство прерывистых неисправностей связаны с ограничениями трансформатора, в переключателях цепей обычно используются трансформаторы тока, установленные на вводе трансформатора, для измерения тока. Это приводит к уменьшению занимаемой площади и стоимости по сравнению с традиционным автоматическим выключателем. Доступны переключатели цепей с прерыванием первичной КЗ до 40 кА и прерыванием на 3 цикла, но также могут быть найдены с более низкими номиналами отключения при КЗ и более длительным временем отключения (5-6 циклов).Часто этого достаточно для приложения. Коммутаторы цепей также могут включать в себя аксессуары, такие как встроенный выключатель, встроенный заземляющий выключатель, датчики тока или традиционные трансформаторы тока.

Конструкция прерывателя

Выбор устройства защиты первичной стороны трансформатора, на которое можно положиться для прерывания ограниченных неисправностей трансформатора, важен, поскольку большинство неисправностей, прерываемых первичным устройством защиты, возникают на вторичной стороне трансформатора.

Стандартный автоматический выключатель предназначен для быстрого прерывания и устранения короткого замыкания, связанного с перегрузкой по току. Во многих конструкциях выключателей используется вспомогательный контакт, который помогает увеличить энергию дуги (конструкция с поддержкой дуги), что приводит к увеличению давления газа, которое может быстро прервать дугу. Хотя это полезно для более быстрого отключения сверхтоков, оно может создавать проблемы, когда необходимо устранять быстрые аварии TRV.

В отличие от этого, по стандарту требуются прерыватели цепи для прерывания этих быстрых переходных отказов трансформатора TRV, ограниченных.Это требование обычно затрудняет обеспечение более высоких уровней отключения и экстремальных скоростей отключения, которые доступны в некоторых автоматических выключателях.

Ограничение пространства и адаптируемость

Для коммунальных предприятий, где существуют ограничения по площади подстанции или где стоимость земли чрезмерно высока, строительство и / или техническое обслуживание их новых и существующих подстанций высокого напряжения может создать серьезные проблемы. При выборе устройства защиты эти утилиты должны максимально использовать имеющееся у них пространство и учитывать те устройства, которые адаптируются к их системе и занимают меньше места.

Коммутационные выключатели

обладают некоторыми преимуществами перед автоматическими выключателями. Они занимают меньше места, чем автоматический выключатель, и часто могут быть установлены на существующих конструкциях, заменяя старые защитные устройства, которые могут иметь более низкие характеристики. Они также могут быть сконструированы со встроенным разъединителем, разрядниками, заземлителями и устройствами контроля тока, которые обеспечивают большую индивидуальную настройку для удовлетворения уникальных потребностей предприятия.

Помимо применения на подстанциях, горизонтальные переключатели цепи также идеальны для применения в высоковольтных мобильных прицепах, где их вес и размер по сравнению с универсальным автоматическим выключателем представляют значительную ценность для пользователя.В развернутом состоянии они могут поставляться на стеллажном механизме, обеспечивающем необходимый межфазный интервал, необходимый для безопасной работы.

Выбросы газа SF6

Учитывая растущую озабоченность по поводу выбросов парниковых газов на нашей планете, многие коммунальные предприятия стремятся устранить или уменьшить свой вклад в выбросы SF6. Для систем с высоким потенциалом повреждения, где силовые предохранители не подходят, использование элегаза SF6 по-прежнему является основным средством гашения дуги, используемым в устройствах защиты трансформаторов.

Для автоматического выключателя нередко требуется 80 фунтов. газа SF6. Сравните это с менее чем 20 фунтами. SF6, необходимого для переключателей цепей, и вы ожидаете значительного сокращения количества используемого SF6, а также последствий в случае утечки. Вакуумные выключатели теперь широко доступны для некоторых применений на 72 кВ и ниже, но имеют ограничения в некоторых приложениях из-за максимальной способности к отключению при коротких замыканиях и тенденции к обрыву тока в определенных приложениях. В отношении альтернативных газов ведутся серьезные исследования, но на сегодняшний день SF6 остается лучшей альтернативой с точки зрения производительности и стоимости.

Заключение

При выборе устройства первичной защиты для трансформатора важно учитывать несколько факторов, в том числе возможность отключения при коротком замыкании трансформатора с ограниченным значением TRV, методику отключения, адаптируемость конструкции и количество используемого газа SF6. При правильном выборе следует искать экономичное решение, не жертвующее надежностью.

Горизонтальные и вертикальные переключатели цепей — оптимальный выбор, когда коммунальным предприятиям требуется надежное специализированное устройство для защиты трансформатора, которое могло бы соответствовать этим требованиям.Чтобы узнать больше о линейке коммутаторов каналов Southern States, загрузите их брошюру здесь.

Спонсор:

Функции трансформаторов тока и их использование в электрических панелях

Трансформаторы тока в электрическом щите

Электроэнергия из общественной сети поступает в каждый дом через главный распределительный щит, установленный на периферии каждого дома.От платы электричество по проводной сети поступает к отдельным приборам. Электрический щиток является важным компонентом системы электроснабжения, поскольку он помогает изолировать сетевое питание от бытовой электросети.

Аналогичным образом, в промышленных условиях, особенно с автоматизированными производственными процессами, электрические панели управления содержат устройства, которые управляют работой различного оборудования и машин. Электрический щит выполняет ту же функцию, что и в бытовых электроустановках — изоляцию от основной электросети и защиту оборудования в случае неисправности.

A Тип защиты Трансформатор тока устанавливается как часть каждого электрического щита для поддержки этой важной функции.

Какие компоненты присутствуют в электрической панели?

Промышленные электрические панели управления обычно состоят из источника питания, автоматических выключателей, разъединителя, клеммных колодок, защитных реле, переключателей подрядчика, предохранителей, моторных приводов и трансформатора тока защиты.

Каковы функции электрического щита?

Бытовые электрические панели также содержат многие из вышеупомянутых компонентов вместе с трансформатором.Чтобы объяснить функции электрического щита проще … главный выключатель включает или выключает питание во всех ответвленных цепях в доме. Электрический ток проходит по проводам от автоматических выключателей для питания различных электрических устройств.

Такие компоненты, как автоматические выключатели, разъединитель, предохранители и реле перегрузки, играют в системе защитную роль. Их основная функция заключается в защите двигателя и других устройств путем размыкания / размыкания цепи при избыточном токе от источника питания.Другая функция — отключение питания панели управления во время ремонта и технического обслуживания, помимо аварийного отключения.

Зачем использовать защитный трансформатор тока с электрической панелью?

Защитный трансформатор тока используется для подачи токов на реле защиты. Это достигается за счет создания пропорциональных токов во вторичных обмотках блока, которые остаются изолированными от главной цепи. Это помогает подавать питание на инструменты и устройства, которые нельзя напрямую подключить к источнику питания.

Первичная обмотка этих трансформаторов тока соединена последовательно с проводником, по которому протекает измеряемый или регулируемый ток. Вторичная обмотка изолирована от высокого напряжения и подключается к низковольтным цепям измерения или распределения. Ток реплики используется как вход для защитного реле, которое автоматически изолирует часть силовой цепи при возникновении неисправности. При этом защитный трансформатор тока позволяет незатронутым участкам цепи продолжать работу.

Каковы характерные особенности защитных трансформаторов тока?

Номинальный первичный ток — Определяется стандартами. Например, 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 А и их десятичные кратные.

Номинальный вторичный ток — 1 А или 5 А.

Номинальная мощность точности — полная мощность, подводимая ко вторичной цепи для заданного вторичного тока и нагрузки точности. Измеряется в ВА.

Класс точности — гарантированный диапазон ошибок по коэффициенту трансформатора тока и по фазовому сдвигу при известных условиях мощности и тока.

Фактор предела точности — отношение номинального максимального тока к номинальному току (In). Защитный ТТ должен иметь достаточно высокое насыщение, чтобы можно было точно измерить ток короткого замыкания защитой. Его рабочий порог может быть очень высоким, поэтому коэффициент предела точности (ALF) ТТ также обычно высок. Трансформатор тока обычно устанавливается вместе с реле защиты. Соответствующее реле также способно выдерживать большие перегрузки по току.

Напряжение в точке перегиба — напряжение, при котором увеличение напряжения вторичной обмотки ТТ на 10% приводит к увеличению вторичного тока на 50%. Нагрузка ТТ защиты довольно высока по сравнению с ТТ измерительного класса, поэтому падение напряжения на нагрузке будет большим. Следовательно, напряжение точки перегиба ТТ с классом защиты должно быть больше, чем падение напряжения на нагрузке и нагрузке, чтобы сердечник ТТ оставался в линейной зоне.

Конструкция и монтаж — Защитные трансформаторы тока обычно проектируются с различными конструкциями и стилями монтажа, в зависимости от наличия свободного места и места установки (дома, на заводе и т. Д.).Общие стили строительства включают:

  • Тип шины — Кабель или шина главной цепи служат первичной обмоткой. Это распространено в помещениях.
  • Оконного типа — в сердечнике трансформатора имеется отверстие для проводника, позволяющее пропустить проводник, по которому протекает ток. Конструкция с разъемным сердечником позволяет открывать и устанавливать трансформатор без отключения каких-либо цепей.
  • Тип с обмоткой — обмотка первичной обмотки несет ток полной нагрузки.

Пример защитного ТТ:

Номинальный первичный ток: 200 A, Номинальный вторичный ток: 5 A
Погрешность нагрузки: P = 15 ВА, предельный коэффициент точности, ALF = 10

Для I0 = ALF. В, его точность составляет 5% (5P). То есть суммарная погрешность составляет менее 5% при 10 Ip, нагрузке с нагрузкой 15 ВА.

Защитные трансформаторы тока от KS INSTRUMENTS

KS Instruments является ведущим игроком в разработке и производстве высокоточных трансформаторов тока с низким напряжением для измерительных и защитных приложений.Трансформаторы тока KSI выпускаются с ленточной обмоткой, литой изоляцией и корпусом из АБС-пластика.

KSI предлагает широкий ассортимент каталожной продукции для любых нужд. Эти продукты были проверены нашими клиентами на высокую эффективность, надежность и длительный срок службы. KS Instruments имеет команду опытных инженеров, которые могут разработать и изготовить нестандартные компоненты для конкретных применений трансформаторов тока.

KSI одобрен и широко используется для измерений в различных энергоснабжающих компаниях штата, таких как BESCOM, HESCOM, CHESCOM и MESCOM.Трансформаторы тока KSI протестированы и сертифицированы в известном CPRI в Бангалоре, Индия (NABL).

СЕРИЯ

KWP — Трансформаторы тока для защиты первичной обмотки от KSI

Эти трансформаторы тока используются для активации защитного реле в случае тока короткого замыкания и изоляции части или всей системы от основного источника питания. Помимо стандартных ассортиментов, мы можем спроектировать и изготовить изделия в соответствии с вашими конкретными требованиями.

Характеристики:

  • Разработан в соответствии с IS-16227, IEC-61869, C-57 или конкретными требованиями заказчика
  • Допущены и широко используются различными государственными энергоснабжающими компаниями
  • Не требует или не требует обслуживания
  • Протестировано и сертифицировано в CPRI Бангалор, Индия
  • Первичный ток: от 1А до 200А или в соответствии с требованиями заказчика
  • Вторичный ток: 5А или 1А
  • Выход (нагрузка): от 1 ВА до 30 ВА
  • Класс точности: 5P, 10P, 15P, PS, XPS
  • Фактор предела точности (ALF): 5, 10, 15, 20 и 30
  • Доступен широкий диапазон передаточных чисел трансформатора
  • Доступны стандартный класс точности и специальный класс точности для сбалансированных схем
  • Доступен в виде изолированной ленты из ПВХ, изолированной стекловолоконной лакированной ленты или литой пластмассы

Подробнее на:

Трансформаторы тока защиты первичной обмотки

СЕРИЯ

KRP — Защитные трансформаторы тока кольцевого типа из KSI

Эта серия кольцевого типа (также называемая оконным типом) позволяет пропускать шины или кабели через трансформатор тока и выступать в качестве первичной обмотки трансформатора тока.

Характеристики:

  • Разработан в соответствии с IS-16227, IEC-61869, C-57 или конкретными требованиями заказчика
  • Допущены и широко используются различными государственными энергоснабжающими компаниями
  • Не требует или не требует обслуживания
  • Протестировано и сертифицировано в CPRI Бангалор, Индия
  • Первичный ток: от 1А до 5000А или в соответствии с требованиями заказчика
  • Вторичный ток: 5А или 1А
  • Выход (нагрузка): от 1 ВА до 30 ВА
  • Можно задать двойное передаточное число
  • Класс точности: 5P, 10P, 15P, PS, XPS
  • Фактор предела точности (ALF): 5, 10, 15, 20 и 30
  • Доступен широкий диапазон передаточных чисел трансформатора
  • Доступны стандартный класс точности и специальный класс точности для сбалансированных схем
  • Доступен в виде изолированной ленты из ПВХ, изолированной стекловолоконной лакированной ленты или литой пластмассы

Подробнее на:

Защитные трансформаторы тока кольцевого типа

СЕРИЯ

KSUP — Суммирующие защитные трансформаторы тока из KSI

Эти суммирующие защитные трансформаторы тока используются для суммирования вторичных токов нескольких основных трансформаторов тока и подачи питания на один счетчик или реле.

Характеристики:

  • Разработан в соответствии с IS-6949 или требованиями заказчика
  • Допущены и широко используются различными государственными энергоснабжающими компаниями
  • Не требует или не требует обслуживания
  • Протестировано и сертифицировано в CPRI Бангалор, Индия
  • Диапазон передаточного отношения: 5 + 5 + 5 / 5A, 5 + 5 / 5A, 1 + 1 + 1 / 1A, 1 + 1 / 1A
  • Вторичный ток: 5А или 1А
  • Можно задать двойное передаточное число
  • Класс точности: 5П, 10П, 15П
  • Фактор предела точности (ALF): 5, 10, 15, 20 и 30
  • Доступен широкий диапазон передаточных чисел трансформатора
  • Доступен в виде изолированной ленты из ПВХ, изолированной стекловолоконной лакированной ленты или литой пластмассы
  • Класс изоляции: A — для ленточной намотки и формованного корпуса B — для литой пластмассы
  • Доступны стандартный класс точности и специальный класс точности для сбалансированных схем

Подробнее на:

Суммирующие защитные трансформаторы тока

KS Instruments является ведущим игроком в разработке и производстве высокоточных трансформаторов тока для измерительных и защитных приложений. Продукция KSI CT выпускается в корпусах из ленточной намотки, литого полимера и корпусов из АБС-пластика. Эти продукты были проверены нашими клиентами на высокую эффективность, надежность и длительный срок службы. KSI предлагает широкий ассортимент каталожной продукции на любой вкус, смотрите здесь.

Каталог продукции KSI

Автор: Anuradha C

Являясь неотъемлемой частью команды по созданию контента в KS Instruments, Анурадха является корпоративным тренером в области ИТ / телекоммуникаций с более чем 18-летним опытом.Она работала на высших технических и управленческих должностях в Huawei и TCS более 10 лет

Трансформатор тока

: узнайте цель, стоимость и время выполнения заказа

Высокоточный трансформатор тока с обмоткой C800, обычно используемый для коммерческого учета.
Назначение трансформатора тока

Реле необходимо знать величину тока — либо для измерения, либо для реализации схем защиты.Эту роль выполняет трансформатор тока (ТТ), понижающий сотни, а иногда и тысячи ампер до (обычно) 5 А, который затем подается на реле.

Типичное место для установки трансформатора тока — ввод выключателя или трансформаторный ввод. Это кольцевые трансформаторы тока, которые используют магнитное поле, создаваемое током (протекающим через проходной изолятор), чтобы вызвать ток в его обмотке.

Трансформатор тока на выключатель. Изображение предоставлено: FirstEnergy — Огайо Эдисон — вокзал Лиссабона.

Для сверхвысокого напряжения автоматические выключатели сконструированы как выключатели под напряжением. Из-за веса и размера трансформаторов тока их нельзя установить непосредственно на корпусе прерывателя. Используются внешние автономные трансформаторы тока.

Внешние трансформаторы тока рядом с выключателем бака под напряжением

Для коммунальных предприятий важно знать, сколько энергии импортируется или экспортируется на границе обслуживания. ТТ вместе с ПТ устанавливаются прямо там, где линия электропередачи входит в подстанцию, что является точкой разграничения собственности.

Трансформатор тока возле тупиковой конструкции, где линия передачи входит в подстанцию. Изображение предоставлено: Western Area Power — подстанция испытательного трека.

На изображении ниже показан трансформатор тока, установленный на отрезке шины среднего напряжения.

Внешний трансформатор тока, используемый рядом с переключателем

До сих пор вы видели автономные и кольцевые трансформаторы тока. Взгляните на стержневой трансформатор тока и пояс Роговского.

С точки зрения защиты и управления трансформаторы тока устанавливают зону защиты в энергосистеме.Строка, взятая из одной из электронных книг PEguru, показана ниже. Он показывает, как стратегически выбираются ТТ на выключателе и трансформаторе для реализации защиты линии, защиты трансформатора и защиты выключателя. Реле oneline для кольцевой подстанции.

Стоимость трансформатора тока
  • Автономный трансформатор тока 138 кВ: ~ 15000 долларов США / фаза
  • 345 кВ 3000: 5A MR C800 точность CT: ~ 30 000 долларов США / фаза
Время выполнения заказа на приобретение трансформатора тока

Сверхвысокое напряжение автономное устройство: ~ 1 год

Информация о стоимости и сроках выполнения предназначена только для вашего общего ознакомления.Обратитесь к поставщику и сообщите технические характеристики вашего оборудования, чтобы узнать фактические значения.

OR
Выберите другое основное оборудование
OR
Попробуйте пройти викторину

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Основы трансформаторов тока в силовых цепях (теория и практика)

Ток и напряжение в силовых цепях

Если напряжение или ток в силовой цепи слишком высоки для прямого подключения измерительных приборов или реле, связь осуществляется через трансформаторы.Такие измерительные трансформаторы необходимы для создания уменьшенной копии входной величины с точностью, ожидаемой для конкретного измерения.

Краткое описание трансформаторов тока

Это стало возможным благодаря высокому КПД трансформатора. Во время и после больших мгновенных изменений входной величины форма волны может больше не быть синусоидальной, поэтому важны рабочие характеристики измерительных трансформаторов.

Многие системы защиты должны срабатывать во время переходных помех на выходе измерительных трансформаторов после отказа системы.Ошибки на выходе трансформатора могут задержать срабатывание защиты или вызвать ненужные операции.

Следовательно, функционирование таких трансформаторов необходимо проверить аналитически .

Содержание:

  1. Простая эквивалентная схема трансформатора тока
  2. Подключения трансформатора тока (первичный / вторичный)
    1. Ошибки
      1. Ошибка соотношения тока или тока
      2. Ошибка фазы
    2. Общая погрешность
    3. Предел точности
    4. Защитные трансформаторы тока
    5. Трансформаторы тока класса PX
    6. Обмоточные устройства трансформатора тока
      1. Обмотка первичной обмотки
      2. Втулка или стержень первичной обмотки
      3. Балансировочные трансформаторы тока с сердечником
      4. Суммирующие трансформаторы тока
      5. Трансформаторы тока с воздушными зазорами Обмотка
      9018 Компоновки
      1. ТТ с завышенными размерами
      2. ТТ с защитой от остаточного тока
      3. Линейные трансформаторы тока
    7. Импеданс вторичной обмотки
    8. Номинальный ток вторичной обмотки
    9. Номинальный кратковременный ток
    10. Переходная характеристика тока Трансформатор nt
      1. Переходный процесс первичного тока
      2. Практические условия
    11. Гармоники во время переходного периода
    12. Испытательные обмотки

1.Простая эквивалентная схема трансформатора тока

Трансформатор может быть представлен эквивалентной схемой на Рисунке 1, где все величины относятся к вторичной обмотке.

Рисунок 1 — Эквивалентная схема трансформатора

Когда трансформатор не имеет отношения 1/1, это состояние может быть представлено путем подачи питания на эквивалентную схему с помощью идеального трансформатора с заданным соотношением, но без потерь.

Трансформаторы напряжения и тока для низких номинальных значений первичного напряжения или тока трудно различить.Для более высоких оценок обычны различия в конструкции. Тем не менее, основные различия между этими устройствами заключаются в способе их включения в цепь питания .

Трансформаторы напряжения во многом похожи на трансформаторы малой мощности, отличаясь только деталями конструкции, которые позволяют регулировать точность передаточного отношения в указанном диапазоне выходных сигналов. Трансформаторы тока имеют первичные обмотки , соединенные последовательно с силовой цепью, а также последовательно с полным сопротивлением системы.

Отклик трансформатора радикально отличается в этих двух режимах работы.

Эта техническая статья объяснит все важные аспекты трансформаторов тока в приложениях измерения и защиты среднего и высокого напряжения.

Вернуться к содержанию ↑


2. Подключения трансформатора тока (первичный / вторичный)

Первичная обмотка трансформатора тока соединена последовательно с силовой цепью, а полное сопротивление по сравнению с силовой цепью незначительно.

Импеданс энергосистемы определяет ток, проходящий через первичную обмотку трансформатора тока. Это состояние можно представить, вставив импеданс нагрузки, выраженный через отношение витков, во входное соединение на Рисунке 1 выше.

Этот подход разработан на Рисунке 2, на численном примере 300 / 5A CT , примененного к энергосистеме 11 кВ. Считается, что система имеет номинальный ток (300 А), а ТТ питает нагрузку 10 ВА.

Рисунок 2 — Получение эквивалентной схемы трансформатора тока

Исследование окончательной эквивалентной схемы на Рисунке 2 (c) с учетом типичных значений компонентов позволяет выявить все свойства трансформатора тока.

Видно, что:

  1. На вторичный ток не влияет изменение импеданса нагрузки в значительном диапазоне.
  2. Вторичная цепь не должна прерываться, пока первичная обмотка находится под напряжением.Наведенная вторичная ЭДС. в этих условиях достаточно высока, чтобы представлять опасность для жизни и изоляции.
  3. Ошибки отношения и фазового угла можно легко вычислить, если известны характеристики намагничивания и полное сопротивление нагрузки.

Вернуться к содержанию ↑


2.1 Ошибки

Общую векторную диаграмму для трансформатора напряжения (щелкните, чтобы увидеть) можно упростить, опустив детали, которые не представляют интереса при измерении тока.Взгляните на рисунок 3.

Ошибки возникают из-за того, что исключает нагрузку из-за возбуждающего импеданса . Это использует небольшую часть входного тока для возбуждения сердечника, уменьшая количество, передаваемое нагрузке.

Итак, I s = I p — I e

где Ie зависит от Z e , возбуждающего импеданса и вторичной ЭДС. E s , определяется уравнением:

E s = I s (Z s + Z b ) ,

где:

  • Z s = собственное сопротивление вторичной обмотки, которое обычно можно принять за резистивный компонент R s только
  • Z b = полное сопротивление нагрузки
Рисунок 3 — Векторная диаграмма трансформатора тока (относительно вторичной обмотки)

Вернуться к содержанию ↑


2.1.1 Ошибка тока или коэффициента

Это разница в величине между I p и I s и равна I r , компонент I e , который находится в фазе с I s .

Вернуться к содержанию ↑


2.1.2 Ошибка фазы

Это представлено как I q , компонент I e в квадратуре с I s и приводит к ошибке фазы Φ .

Значения текущей ошибки и фазовой ошибки зависят от сдвига фаз между I s и I e , но ни текущая, ни фазовая ошибка не может превышать векторную ошибку I e . При умеренно индуктивной нагрузке, в результате чего I s и I e примерно совпадают по фазе, фазовая ошибка мала, и возбуждающий компонент почти полностью дает ошибку соотношения.

Для компенсации этого часто используется уменьшение вторичной обмотки на один или два витка.

Например, в ТТ, соответствующем рисунку 2, наихудшая ошибка из-за использования индуктивной нагрузки номинального значения будет около 1,2%. Если номинальное отношение витков составляет 2: 120 , удаление одного вторичного витка повысит выход на 0,83% , в результате чего общая погрешность по току составит -0,37% .

При более низком значении нагрузки или другом коэффициенте мощности нагрузки ошибка изменится в положительном направлении до максимального значения +0.7% при нулевой нагрузке; реактивное сопротивление утечки вторичной обмотки считается незначительным.

Никакая соответствующая коррекция не может быть сделана для фазовой ошибки, но следует отметить, что фазовая ошибка мала для умеренно реактивных нагрузок.

Вернуться к содержанию ↑


2.2 Общая ошибка

Это определено в IEC 61869 1 и 2 как среднеквадратичное значение. значение разницы между идеальным вторичным током и фактическим вторичным током.Он включает погрешности по току и фазе, а также влияние гармоник в возбуждающем токе.

Класс точности измерительных трансформаторов тока показан в Таблице 1 и Таблице 2.

Таблица 1 — Пределы погрешности ТТ для классов точности от 0,1 до 1,0

0 .1 9040 0,25 1 5
Класс точности % тока + / — Процентный ток
(отношение) ошибка
+/- Смещение фазы
(минут)
5 20 100 120 5 20 100 120 120 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5
0,2 0,75 0,35 0,35 10 10
0,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 30
1,0 1,0 180 90 60 60

Таблица 2 — Пределы погрешности ТТ для классов точности 3 и 5

5

5
907 Класс точности 39% Ток 907 +/- погрешность тока (отношения),%
50 120
3 3 3
5 5 5 к оглавлению ↑


2.3 Предел точности тока защиты Трансформаторы тока

Защитное оборудование предназначено для реагирования на условия отказа, и по этой причине оно должно работать при значениях тока, превышающих нормальный номинальный.

Трансформаторы тока с классом защиты должны сохранять разумную точность вплоть до наибольшего соответствующего тока. Это значение известно как « предельный ток точности » и может быть выражено в первичных или эквивалентных вторичных терминах.

Отношение тока ограничения точности к номинальному току известно как «коэффициент ограничения точности ».Класс точности трансформаторов тока защиты показан в Таблице 3.

Таблица 3 — Пределы погрешности защитного ТТ для классов 5P и 10P

Класс Погрешность по току при номинальном первичном
токе
(%)
Сдвиг фаз при номинальном токе

(минут)
Суммарная погрешность при номинальном пределе точности

первичный ток (%)
5P +/- 1 +/- 60 5
10P +/- 3 10
Стандартные предельные коэффициенты точности: 5, 10, 15, 20 и 30

Несмотря на то, что нагрузка на ТТ защиты составляет всего несколько ВА при номинальном токе, потребляемая мощность трансформатора тока может быть значительной при высоком предельном коэффициенте точности.Например, при предельном коэффициенте точности 30 и нагрузке 10 ВА от трансформатора тока может потребоваться подача 9000 ВА во вторичную цепь.

В качестве альтернативы тот же трансформатор тока может подвергаться высокой нагрузке.

Для максимальной токовой защиты и защиты от замыканий на землю с элементами с аналогичным потреблением ВА при настройке, элемент защиты от замыкания на землю электромеханического реле, установленный на 10%, будет иметь полное сопротивление в 100 раз больше, чем элементы максимальной токовой защиты, настроенные на 100%.

Хотя насыщение релейных элементов несколько изменяет этот аспект вопроса, элемент замыкания на землю представляет собой серьезную нагрузку, и в этом случае ТТ, вероятно, будет иметь значительную ошибку соотношения.Поэтому применение компенсации витков к таким трансформаторам тока не имеет большого смысла.

Обычно проще намотать трансформатор тока с витками, соответствующими номинальному передаточному числу.

Трансформаторы тока часто используются для двойного режима измерения и защиты . Затем они должны быть классифицированы в соответствии с классом, выбранным из Таблицы 1, Таблицы 2 и Таблицы 3.

Применяемая нагрузка составляет , общая нагрузка на приборы и реле составляет . Компенсация витков вполне может потребоваться для достижения характеристик измерения.Номинальные значения измерений выражаются в единицах номинальной нагрузки и класса, например 15 ВА Класс 0,5 .

Степень защиты выражается в виде номинальной нагрузки, класса и предельного коэффициента точности, например 10ВА, класс 10P10 .

Вернуться к содержанию ↑


2.4 Трансформаторы тока класса PX

Классификация, приведенная в таблице 3, используется только для защиты от перегрузки по току. Класс PX — это определение в IEC 61869 для квазипереходных трансформаторов тока, ранее подпадающих под класс X стандарта BS 7626, обычно используемых в схемах защиты устройств.

В спецификациях дано руководство по применению трансформаторов тока для защиты от замыканий на землю, но для этого и для большинства других защитных приложений лучше прямо указать на максимальную полезную э.д.с. это может быть , полученное от CT .

В этом контексте «точка перегиба» кривой возбуждения определяется как «точка, в которой происходит дальнейшее увеличение вторичной ЭДС на 10%. потребует увеличения возбуждающего тока на 50% .

См. Рисунок 4 ниже.

Рисунок 4 — Определение точки перегиба кривой возбуждения

Требования к проектированию трансформаторов тока для общих целей защиты часто выражаются в терминах ЭДС точки перегиба, тока возбуждения в точке перегиба (или какой-либо другой заданной точки) и вторичной обмотки. сопротивление обмотки.

Такие трансформаторы тока имеют обозначение Class PX .

Вернуться к содержанию ↑


2.5 Расположение обмоток ТТ

Используется несколько схем обмоток ТТ.Они описаны в следующих разделах.


2.5.1 Тип обмотки первичной обмотки

Этот тип трансформатора тока имеет обычные обмотки, образованные из медной проволоки, намотанной вокруг сердечника. Он используется для вспомогательных трансформаторов тока и многих трансформаторов тока с низким или средним коэффициентом передачи, используемых в распределительных устройствах с номинальным напряжением до 11 кВ.

Рисунок 5 — Трансформатор тока с обмоткой в ​​первичной обмотке (трансформатор тока с обмоткой в ​​первичной обмотке с низким коэффициентом полезного действия, подходит для первичных токов от 2,5 до 100 А с выходами 5 А.Для использования с амперметрами, ваттметрами или преобразователями.)

Вернуться к содержанию ↑


2.5.2 Тип втулки или стержня первичной обмотки

Многие трансформаторы тока имеют кольцевой сердечник , иногда составленный из кольцевых штамповок , но часто состоит из одной полосы, плотно намотанной в виде закрученной спирали. Распределенная вторичная обмотка образует тороид, который должен занимать весь периметр сердечника, при этом между пусковым и конечным выводами остается небольшой зазор для изоляции.

Такие трансформаторы тока обычно имеют один концентрически расположенный первичный проводник, иногда постоянно встроенный в трансформатор тока и снабженный необходимой первичной изоляцией.

В остальных случаях для этой цели используется ввод выключателя или силового трансформатора.

При низких номинальных значениях первичного тока может быть трудно получить достаточный выходной сигнал с желаемой точностью. Это связано с тем, что требуется большая секция сердечника , чтобы обеспечить достаточный магнитный поток для индукции вторичной обмотки e.м.ф. в небольшом количестве витков и потому, что возбуждающие ампер-витки составляют большую часть имеющихся первичных ампер-витков.

Эффект особенно заметен, когда диаметр сердечника был увеличен, чтобы соответствовать большим вводам сверхвысокого напряжения.

Рисунок 6 — Трансформатор тока первичного типа (трансформатор тока с одним первичным витком и встроенным первичным проводником)

Вернуться к содержанию ↑


2.5.3 Трансформаторы тока с балансировкой сердечника

Кольцевой тип является наиболее распространенным типом сердечника. трансформатор тока баланса (CBCT).Кабель проходит через центр трансформатора тока и, таким образом, образует первичную обмотку.

Базовые трансформаторы тока баланса (CBCT) используются для , обеспечивая защиту от утечки на землю в энергосистеме . Они отличаются от обычных защитных и измерительных трансформаторов тока своими требованиями к рабочим характеристикам.

В сетях с изолированной или компенсированной нейтралью токи утечки на землю малы и, как правило, намного меньше номинальных токов нагрузки.

Такие токи утечки на землю не должны существовать в течение длительных периодов времени , поскольку они в конечном итоге вызывают нарушение изоляции на исправных фазах и впоследствии перерастают в межфазные или двухфазные замыкания на землю.

Для защиты кабельных цепей и воздушных линий электропередачи с кабельными заделками обычно используются трансформаторы тока баланса . Обычно достаточно включить контроль изоляции только для индикации появления утечки на землю, но не для отключения. Обслуживающий персонал в таких
случаях сможет принять меры по переключению нагрузки на другие фидеры и отключению неисправных цепей для ремонта.

Исключением из этого правила являются цепи, которые питают торфяные карьеры, рудники и аналогичные нагрузки, где из соображений безопасности разработана система защиты для отключения цепи в случае возникновения утечки на землю .

КЛКТ изготавливаются с одним сердечником и одной вторичной обмоткой. Число витков вторичной обмотки не обязательно должно быть связано с номинальным током кабеля / фидера, поскольку вторичный ток не будет течь в нормальных условиях балансировки.

Это позволяет выбрать количество вторичных витков, например t o Оптимизировать эффективный первичный ток срабатывания . Поэтому выбор соотношения должен быть оставлен на усмотрение производителя для получения наилучших возможных результатов.

CBCT используются с подходящими реле для защиты от утечки на землю. CBCT охватывает 3 фазы, 3-жильный кабель или 3 одножильных кабеля.

Рисунок 7 — Электропроводка ТТ с балансировкой сердечника: Трансформатор балансировки сердечника позволяет напрямую измерять остаточные токи (ток утечки на землю). Присутствие униполярного компонента имеет большое значение для неисправности земли. Этот компонент измеряется с помощью тороидального трансформатора, размещенного вокруг трех фаз + нейтраль или фаза + нейтраль (в соответствии с типом сети) или на соединении с землей. Если нет неисправности, векторная сумма этих токов равна нулю.Этот баланс нарушается при наличии тока утечки на землю. В это время векторная сумма токов больше не равна нулю, и эта разница измеряется тороидом.

В нормальных условиях, то есть при отсутствии тока утечки на землю, вторичная обмотка КЛКТ не пропускает ток, так как в сердечнике отсутствует чистый магнитный поток.

В случае утечки на землю чистый несимметричный ток создает магнитный поток в сердечнике CBCT, и ток течет через вторичную обмотку, вызывая срабатывание реле.Если параллельно используется более одного трехфазного кабеля, рекомендуется, чтобы отдельный CBCT на каждом кабеле был подключен к общему реле или для каждого CBCT было предусмотрено отдельное реле.

Вернуться к содержанию ↑


2.5.4 Суммирующие трансформаторы тока

Суммирующая схема — это обмотка, используемая в измерительном реле или на вспомогательном трансформаторе тока , чтобы дать однофазный выходной сигнал , имеющий определенное соотношение ко входу трехфазного тока.

Суммирующий трансформатор тока используется, когда токи в нескольких фидерах не нужно измерять по отдельности , а суммировать на одном измерителе или приборе . Суммирующий трансформатор тока состоит из двух или более первичных обмоток , которые подключены к фидерам, подлежащим суммированию, и одной вторичной обмотки, которая подает ток, пропорциональный суммированному первичному току.

Типичным соотношением будет 5 + 5 + 5 / 5A , что означает, что три первичных фидера из 5 должны быть суммированы в один счетчик 5A.

Рисунок 8 — Суммирующий трансформатор тока

Вернуться к содержанию ↑


2.5.5 Трансформаторы тока с воздушным зазором

Это вспомогательные трансформаторы тока, в сердечнике которых имеется небольшой воздушный зазор для создания выходного вторичного напряжения, пропорционального величина тока в первичной обмотке.

Иногда называемый «трансформаторы» и «квадратурные трансформаторы тока» , эта форма трансформатора тока использовалась в качестве вспомогательного компонента традиционных схем защиты блока управления, в которых выходы в несколько вторичных цепей должны оставаться линейными в течение и пропорциональна самому широкому практическому диапазону входных токов.

Рисунок 9 — Трансформатор тока с воздушным зазором

Вернуться к содержанию ↑


2.6 Расположение обмоток ТТ

ТТ для измерения линейных токов делятся на три типа.


2.6.1 ТТ с завышенными размерами

ТТ с завышенными размерами способны преобразовывать токи короткого замыкания с полным смещением без искажений . Как следствие, они очень большие. Они подвержены ошибкам из-за остаточного потока, возникающего, например, из-за прерывания сильных токов короткого замыкания.

Вернуться к содержанию ↑


2.6.2 Трансформаторы тока с защитой от остаточной намагниченности

Это вариант трансформатора тока с завышенными размерами и имеет небольшой зазор в магнитной цепи сердечника, что снижает возможный остаточный поток от приблизительно от 90% значения насыщенности до приблизительно 10%. Эти зазоры довольно малы, например, всего 0,12 мм, и поэтому характеристика возбуждения существенно не изменяется их присутствием.

Однако результирующее уменьшение возможного остаточного потока сердечника ограничивает любые последующие d.c. отклонение потока в результате асимметрии первичного тока до пределов насыщения сердечника.

Таким образом, ошибки преобразования тока значительно уменьшаются по сравнению с ошибками с сердечником без зазоров. Защита от переходных процессов Ток

Трансформаторы включены в IEC 61869-2 как типы TPX, TPY и TPZ , и эта спецификация дает хорошее руководство по их применению и использованию.

Вернуться к содержанию ↑


2.6.3 Линейные трансформаторы тока

«Линейный» трансформатор тока представляет собой еще более радикальное отличие от обычного трансформатора тока с твердым сердечником, поскольку он включает заметный воздушный зазор , например 7,5-10 мм.

Как следует из названия, магнитное поведение стремится к линеаризации за счет включения этого зазора в магнитную цепь.

Однако целью введения большего сопротивления в магнитную цепь является , чтобы уменьшить значение намагничивающего реактивного сопротивления .Это, в свою очередь, снижает вторичную постоянную времени ТТ, тем самым уменьшая коэффициент превышения размеров, необходимый для точного преобразования.

На рисунке 10 показан трансформатор тока для использования в системах высокого напряжения.

Рисунок 10 — Высоковольтный трансформатор тока Alstom OSKF от 72,5 кВ до 765 кВ

Вернуться к содержанию ↑


2.7 Полное сопротивление вторичной обмотки

Поскольку для обеспечения высоких значений вторичного тока может потребоваться защитный трансформатор тока, сопротивление вторичной обмотки должно быть сделано настолько низким, насколько это практически возможно.Вторичное реактивное сопротивление утечки также имеет место, особенно в трансформаторах тока с обмоткой первичной обмотки, хотя его точное измерение затруднительно.

Нелинейный характер магнитной цепи трансформатора тока затрудняет оценку определенного омического значения, представляющего вторичное реактивное сопротивление утечки .

Тем не менее, обычно считается, что трансформатор тока относится к типу с низким реактивным сопротивлением, при условии, что преобладают следующие 4 условия:

  1. Сердечник является кольцевым без стыков (включая сердечники со спиральной намоткой).
  2. Вторичные витки по существу равномерно распределены по всей длине магнитной цепи.
  3. Первичный проводник (и) проходит приблизительно через центр отверстия сердечника или, если он намотан, приблизительно равномерно распределяется по всей длине магнитной цепи.
  4. Обмотки выравнивания магнитного потока, если они соответствуют требованиям конструкции, состоят по крайней мере из четырех параллельно соединенных катушек, равномерно распределенных по всей длине магнитной цепи, причем каждая катушка занимает один квадрант.

В качестве альтернативы, когда трансформатор тока не соответствует всем вышеперечисленным требованиям, может быть доказано, что он имеет низкое реактивное сопротивление . В этом случае суммарная погрешность, измеренная принятым способом, в 1,3 раза не превышает погрешности, полученной непосредственно из ВАХ вторичной обмотки.

Вернуться к содержанию ↑


2.8 Номинальный ток вторичной обмотки

Выбор номинального тока вторичной обмотки во многом определяется нагрузкой на вторичную обмотку и стандартной практикой пользователя .Стандартные номинальные значения вторичного тока ТТ — 5А и 1А .

Нагрузка при номинальном токе, создаваемая цифровыми или цифровыми реле или приборами, в значительной степени не зависит от номинального значения тока. Это связано с тем, что обмотка устройства должна развить заданное количество ампер-витков при номинальном токе, так что фактическое количество витков обратно пропорционально току, а полное сопротивление обмотки изменяется обратно пропорционально квадрату тока. рейтинг.

Однако электромеханические или статические реле защиты от замыканий на землю могут иметь нагрузку, которая зависит от используемого отвода тока.

Соединительные провода не обладают этим свойством, однако обычно имеют стандартное поперечное сечение независимо от номинала. Если провода длинные, их сопротивление может быть значительным, и результирующая нагрузка изменяется пропорционально квадрату номинального тока.

Например, кабельный участок ТТ длиной порядка 200 метров , типичное расстояние для наружного распределительного устройства сверхвысокого напряжения, может иметь сопротивление контура приблизительно 3 Ом. Нагрузка в ВА вывода ТТ, если используется 5А CT , будет 75 ВА , к которой необходимо добавить нагрузку реле (возможно, до 10 ВА для электромеханического реле, но менее 1 ВА для цифрового реле ), что в сумме составляет 85ВА .

Такая нагрузка потребовала бы, чтобы трансформатор тока был очень большим и дорогим, особенно если бы также применялся предельный коэффициент высокой точности .

При номинальном токе вторичной обмотки трансформатора тока 1 А нагрузка на свинец снижается до 3 ВА, так что при той же нагрузке реле общая сумма становится максимум 13 ВА. Это может быть обеспечено трансформатором тока нормальных размеров, что приводит к экономии в размере, весе и стоимости.

Следовательно, современные трансформаторы тока обычно имеют вторичные обмотки номиналом 1 А. Однако, если номинал первичной обмотки высокий, скажем, выше 2000A , можно использовать трансформатор тока с более высоким номиналом вторичной обмотки, чтобы ограничить количество витков вторичной обмотки. В такой ситуации могут использоваться вторичные номиналы 2A, 5A или, в крайнем случае, 20A .

Вернуться к содержанию ↑


2.9 Номинальный кратковременный ток

Трансформатор тока перегружен при протекании токов короткого замыкания в системе и рассчитан на кратковременный ток. Стандартные времена, в течение которых трансформатор тока должен выдерживать номинальный кратковременный ток (STC), равны 0.25, 0,5, 1,0, 2,0 или 3,0 секунды .

ТТ с определенным кратковременным номинальным током / временем выдерживает более низкий ток в течение более длительного времени обратно пропорционально квадрату отношения значений тока.

Обратное, однако, не может быть допущено, и значения тока, превышающие номинальное значение STC, недопустимы в течение любой продолжительности, если это не оправдано новым рейтинговым испытанием для подтверждения динамической способности.

Вернуться к содержанию ↑


2.10 Переходный отклик трансформатора тока

Когда изучается точность отклика в течение очень коротких интервалов, необходимо изучить, что происходит, когда первичный ток внезапно изменяется.

Эффекты являются наиболее важными и впервые наблюдались в связи со сбалансированными формами защиты , которые могли срабатывать без необходимости, когда внезапно возникали токи короткого замыкания.

Вернуться к содержанию ↑


2.10.1 Переходный процесс первичного тока

Энергосистема, без учета цепей нагрузки, в основном индуктивная, поэтому при коротком замыкании протекающий ток повреждения определяется по формуле:

где:

  • E p = пиковая система e.м.ф.
  • R = сопротивление системы
  • L = индуктивность системы
  • β = начальный фазовый угол, определяемый моментом возникновения повреждения
  • α = угол коэффициента мощности системы = tan −1 ωL / R

Первый член уравнения 6.1 представляет установившийся переменный ток, а второй — переходную величину, отвечающую за асимметричное смещение формы волны.

i p — пиковый ток в установившемся режиме:

Максимальный переходный процесс возникает, когда sin (α — β) и никакие другие условия не нуждаются в проверке.Итак:

Когда ток проходит через первичную обмотку трансформатора тока, реакцию можно проверить, заменив трансформатор тока эквивалентной схемой, как показано на рисунке 2 (b).

Поскольку «идеальный» ТТ не имеет потерь , он передает всю функцию, и весь дальнейший анализ может быть выполнен в терминах эквивалентных вторичных величин ( i s и I s ). Упрощенное решение можно получить, пренебрегая возбуждающим током ТТ.

Поток, развиваемый в индуктивности, получается путем интегрирования приложенной ЭДС. через временной интервал:

Для эквивалентной схемы трансформатора тока напряжение — это падение сопротивления нагрузки R b . Интегрируя по очереди для каждого компонента, пиковый поток в установившемся состоянии определяется как:

Переходный поток определяется как:

Следовательно, отношение переходного потока к значению установившегося состояния составляет:

где X и R — значения реактивного сопротивления и сопротивления первичной системы.Сердечник CT должен переносить оба потока, так что:

Термин (1 + X / R) был назван «переходным коэффициентом» (TF) , при этом поток сердечника увеличивается за счет этого коэффициент во время переходного асимметричного текущего периода. Из этого видно, что отношение реактивного сопротивления к сопротивлению энергосистемы является важной характеристикой при изучении поведения реле защиты.

В качестве альтернативы, L / R — это постоянная времени первичной системы T , так что коэффициент переходного процесса TF может быть записан:

Опять же, fT — постоянная времени, выраженная в циклов а.c. количество T ’, так что:

Это последнее выражение особенно полезно при оценке записи тока повреждения, потому что постоянная времени в циклах может быть легко оценена и приводит непосредственно к переходному коэффициенту.

Например, постоянная времени системы из трех циклов дает коэффициент переходного процесса (1 + 6π), или 19,85 . То есть, трансформатор тока должен обрабатывать почти в двадцать раз больший поток, создаваемый в установившихся условиях.

Приведенной выше теории достаточно, чтобы дать общее представление о проблеме.

В этом упрощенном варианте обратное напряжение не применяется для размагничивания трансформатора тока, так что поток будет нарастать, как показано на рисунке 11 .

Рисунок 11 — Отклик ТТ с бесконечным импедансом шунта на переходный асимметричный первичный ток

Поскольку ТТ требует конечного тока возбуждения для поддержания потока, он не остается намагниченным (без учета гистерезиса) , и по этой причине Полное представление эффектов может быть получено только путем включения в расчет конечной индуктивности трансформатора тока.

Реакция трансформатора тока на переходный асимметричный ток показана на Рисунке 12 ниже.

Рисунок 12 — Реакция трансформатора тока на переходный асимметричный ток

Пусть:

  • i s = номинальный вторичный ток
  • i ‘ s = фактический вторичный выходной ток
  • i e = возбуждающий ток

, затем:

i s = i e + i ‘ s

также,

, что дает для переходного периода:

где:

  • T = постоянная времени первичной системы L / R
  • T 1 = постоянная времени вторичной цепи ТТ L e / R b
  • I 1 = ожидаемый пиковый вторичный ток

Вернуться к содержанию ↑


2.10.2 Практические условия

Практические условия отличаются от теории по следующим причинам:


Причина № 1

Не учитывалась вторичная утечка или индуктивность нагрузки . Обычно это мало по сравнению с L e , поэтому мало влияет на максимальный переходной поток.


Причина № 2

Утрата железа не учитывалась. Это приводит к уменьшению вторичной постоянной времени, но значение эквивалентного сопротивления является переменным, в зависимости от синусоидальной и экспоненциальной составляющих.

Следовательно, он не может быть включен в какую-либо линейную теорию и слишком сложен для того, чтобы разработать удовлетворительную трактовку.


Причина № 3

Теория основана на линейной характеристике возбуждения. Это верно только приблизительно до точки излома кривой возбуждения .

Точное решение, учитывающее нелинейность, невозможно.

Решения искали , заменяя кривую возбуждения несколькими хордами .Затем можно провести линейный анализ протяженности каждого хорды. Вышеупомянутой теории достаточно, чтобы дать хорошее представление о проблеме и позволить решить большинство практических вопросов.


Причина № 4

Эффект гистерезиса , кроме потерь, как описано выше в (Причина № 2), не учитывается. Гистерезис делает индуктивность различной для нарастания и затухания потока, так что вторичная постоянная времени является переменной.

Кроме того, способность сердечника сохранять «остаточный» поток означает, что значение Φ B , полученное в уравнении выше, следует рассматривать как приращение потока от любого возможного остаточного значения, положительного или отрицательного.Формула была бы разумной при условии, что приложенный переходный ток не вызывает насыщения.

Точный расчет магнитного потока и тока возбуждения невозможен. Ценность исследования — объяснить наблюдаемые явления.

Асимметричная (или постоянная) составляющая может рассматриваться как нарастание среднего потока за период, соответствующий нескольким циклам синусоидальной составляющей, в течение которого последняя составляющая вызывает колебания потока вокруг изменяющегося «среднего уровня», установленного бывший.Асимметричный поток перестает увеличиваться, когда возбуждающий ток
равен полному асимметричному входному току, поскольку за этой точкой выходной ток и, следовательно, падение напряжения на нагрузочном сопротивлении отрицательны.

Насыщение приводит к тому, что точка равенства между током возбуждения и входным сигналом возникает при уровне магнитного потока ниже, чем можно было бы ожидать из линейной теории .

Когда экспоненциальная составляющая приводит ТТ в насыщение, индуктивность намагничивания уменьшается, вызывая большое увеличение переменной составляющей i e .

Полный ток возбуждения в течение переходного периода имеет форму, показанную на Рисунке 13, а соответствующие результирующие искажения на выходе вторичного тока из-за насыщения показаны на Рисунке 14.

Рисунок 13 — Типичный ток возбуждения ТТ во время переходного процесса асимметричный входной ток Рисунок 14 — Искажение вторичного тока из-за насыщения

Наличие остаточного потока изменяет начальную точку переходного выброса потока на характеристике возбуждения.

Сохранение одинаковой полярности переходного процесса снижает значение симметричного тока с заданной постоянной времени, которое трансформатор тока может преобразовывать без сильного насыщения.И наоборот, обратная остаточная намагниченность значительно увеличивает способность трансформатора тока преобразовывать переходный ток.

Если бы трансформатор тока был линейным ненасыщаемым устройством, рассматриваемым в анализе, синусоидальный ток преобразовывался бы без потери точности.

На практике изменение индуктивности возбуждения, вызванное переносом центра размаха магнитного потока в другие точки на кривой возбуждения, вызывает ошибку, которая может быть очень большой. Влияние на измерение имеет незначительное значение, , но для защитного оборудования, которое требуется для работы в условиях неисправности, влияние более серьезное .

Выходной ток уменьшается во время переходного насыщения, что может препятствовать работе реле, если условия близки к настройке реле. Это не следует путать с повышенным среднеквадратичным значением. значение первичного тока из-за асимметричного переходного процесса, особенность, которая иногда компенсирует ошибку коэффициента увеличения.

В случае сбалансированной защиты во время сквозных неисправностей погрешности нескольких трансформаторов тока могут различаться и приводить к несбалансированной величине, вызывая нежелательное срабатывание
.

Вернуться к содержанию ↑


2.11 Гармоники во время переходного периода

Когда требуется трансформатор тока для развития э.д.с. в установившемся режиме нелинейность импеданса возбуждения вызывает некоторое искажение формы выходного сигнала. Помимо основного тока, такой формы волны содержит только нечетные гармоники .

Однако, когда ТТ насыщается в одном направлении и одновременно подвергается воздействию небольшого a.c. количество, как и в переходном состоянии, описанном выше, выходной сигнал содержит как нечетные, так и четные гармоники.

Обычно гармоники с меньшими номерами имеют наибольшую амплитуду, а составляющие второй и третьей гармоник могут иметь значительную величину. Это может повлиять на реле, чувствительные к гармоникам.

Вернуться к содержанию ↑


2.12 Испытательные обмотки

Часто требуется совместное тестирование трансформаторов тока и оборудования, которое они питают, на месте.Однако может быть трудно пропустить ток подходящего значения через первичные обмотки из-за размера такого тока и во многих случаях из-за того, что доступ к первичным проводникам затруднен.

Могут быть предусмотрены дополнительные обмотки для облегчения таких испытаний , и эти обмотки обычно рассчитаны на 10A .

Испытательная обмотка неизбежно занимает значительное пространство, и ТТ стоит дороже. Это следует сопоставить с достигаемым удобством, и часто тесты могут быть заменены альтернативными процедурами.

Вернуться к содержанию ↑

Источники //

  1. Руководство по защите и автоматизации сети от (ex) Alstom Grid, теперь General Electric
  2. Базовый трансформатор тока от Loreme
  3. Трансформатор тока балансировки сердечника от Gilber and Maxwell Transformers
  4. Проектирование электрических подстанций Джеймс Берк

Введение в реле № 1 — Что такое реле, трансформаторы тока и трансформаторы тока?

Защитные реле

— это передовая область электротехники и заключения контрактов, которая может напугать, но это не обязательно! Эта серия из 3 статей познакомит не инженеров с солнечными батареями и накопителями энергии с основными принципами ретрансляции.

Введение в реле №1 — что такое реле, трансформаторы тока и трансформаторы тока? (ниже на этой странице)

Введение в реле № 2 — номера устройств реле ANSI / IEEE

Введение в реле № 3 — Что означает SEL?

Что такое реле?

Термин «реле» может означать несколько разных вещей в мире электрики и электроники, но в солнечной промышленности «реле» относится к «защитному реле».

Защитное реле контролирует напряжение, ток или частоту цепи.Когда возникает ненормальное состояние, реле размыкает или замыкает переключатель, чтобы изолировать систему.

В прошлые десятилетия реле были электромагнитными устройствами. Сегодня современные реле основаны на микропроцессоре, который по сути представляет собой компьютер в коробке.

Функция

Функция реле состоит в том, чтобы быстро вывести из строя любое оборудование, которое может быть повреждено или иным образом повлиять на работу системы.

Реле защищают электрическую систему двумя способами:

  1. Предотвратить отказ или повреждение электрических систем.
  2. Снижайте последствия отказа, когда он происходит.

Реле контролирует ток, напряжение и частоту в цепи и выявляет ненормальные рабочие условия. Когда контролируемое значение выходит за пределы указанного диапазона, реле отправляет сигнал устройству (например, переключателю) на открытие или закрытие до того, как это повлияет на электрическую систему.

«Электрическая система», которая защищает реле, может быть:

  1. Солнечная фотоэлектрическая система или система хранения энергии
  2. Здание или объект
  3. Коммунальные сети

Например, реле максимального тока может измерять ток в фидере, и если ток превышает запрограммированную уставку, оно посылает сигнал на отключение автоматического выключателя и прекращение прохождения тока.

Реле обратной мощности является примером реле максимального тока, которое защищает электрическую систему электросети. Если текущая обратная подача в сеть превышает предел коммунального предприятия, это отключит солнечную систему до того, как коммунальное оборудование будет повреждено.

Реле максимального напряжения обычно используется для защиты инверторов и трансформаторов в солнечных фотоэлектрических системах. Когда реле обнаруживает скачок напряжения, оно отключает систему, изолируя ее от вредного воздействия высокого напряжения, присутствующего в сети.

Чем он отличается от автоматического выключателя или выключателя с предохранителем?

Автоматический выключатель или выключатель с предохранителем также прерывают цепь, когда ток становится слишком высоким. Однако функциональность этим в значительной степени ограничена. Это всего лишь устройство максимального тока с ограниченной регулировкой или без нее.

Однако реле может намного больше:

  • Многофункциональный: реле может контролировать ток и / или напряжение, частоту, коэффициент мощности и т.д. в указанном диапазоне, он хочет, чтобы ваша солнечная система отключилась до того, как это окажет негативное влияние на сеть.
  • Индивидуальное программирование и гибкость — Современные реле используют специальную программу, написанную инженером, которая точно определяет, как они работают. Одна и та же модель реле может использоваться в 10 солнечных проектах, но каждый может быть запрограммирован по-разному.
  • Отдельные части и все в одном — автоматический выключатель — это устройство «все в одном». Чувствительный элемент и переключатель находятся в одном корпусе. Реле обычно состоит из нескольких дискретных компонентов: реле, переключателя (для размыкания или замыкания цепи), ТТ и / или ТТ (подробнее о ТТ и ТТ ниже).Реле может быть установлено в том же корпусе, но не интегрировано, как автоматический выключатель.

Что такое трансформаторы тока?

CTs — трансформаторы тока. Это устройства, которые измеряют ток в цепи. Трансформаторы тока необходимы, потому что ток в цепи намного выше, чем может выдержать реле. ТТ понижают ток до низкого уровня, безопасного для подключения к реле. Когда вы видите трансформатор тока с соотношением 800: 5, это означает, что он берет схему, работающую в диапазоне от 0 до 800 А, и понижает ее пропорционально диапазону от 0 до 5 А, который достаточно мал для подключения к реле.

Что такое СТ?

PT — это трансформаторы напряжения. Это устройства, которые измеряют напряжение и частоту в цепи. Как и трансформаторы тока, трансформаторы напряжения необходимы, потому что напряжение в цепи намного выше, чем может выдержать реле, поэтому они понижают его до гораздо более низкого уровня для реле.

Коммутационное устройство

Коммутационное устройство размыкает (выключает) или замыкает (включает) цепь. Размыкание цепи из-за ненормального состояния обычно называется «отключением» цепи.

В системах общего пользования коммутационное устройство часто представляет собой устройство повторного включения или вакуумный выключатель, работающий при среднем или высоком напряжении. В системах промышленного масштаба часто используется автоматический выключатель на 480 или 208 В или разъединитель с опцией независимого расцепителя.

Заключение

На высоком уровне концепция ретрансляции проста. Это скользкий спуск, который быстро усложняется. Однако разработчикам и руководителям проектов не нужно знать технические детали для выполнения своей работы.Вот почему у вас есть опытные инженеры, такие как Pure Power. Если вам нужна помощь с реле в вашем проекте, нажмите здесь, чтобы узнать больше, или свяжитесь с нами сегодня [email protected]

(PDF) Анализ переходного тока силового трансформатора из-за явлений переключения

Анализ переходного тока силового трансформатора

из-за явлений переключения

PS Roy

Инженер по обслуживанию

Отдел системы статического возбуждения

Romas Electro Engineering Pvt.Ltd., Бангалор

А. Митра

Доцент

Кафедра электротехники

Технологический институт Нарула, Калькутта

Аннотация. В данной статье представлен анализ переходного тока

, вызванного переключением силового трансформатора с помощью дополнительных

решение и частный метод решения. Здесь оценка параметров

трансформатора была проведена через разомкнутую цепь

(О.C.) испытание и испытание на короткое замыкание (S.C.) и уравнение переходного процесса

для того же самого. Явление переключения

в разные моменты времени и соответствующих переходных форм сигналов

было получено из математического моделирования

, разработанного в MATLAB Simulation, ясно показывающего, что формы сигналов

в разные моменты времени удовлетворяют уравнению переходного процесса.

Ключевые слова — эквивалентная схема; Трансформатор Дифференциальный

Уравнение; Переходный, мгновенное переключение.

I. ВВЕДЕНИЕ

Мощные силовые трансформаторы — очень дорогие и жизненно важные компоненты

энергосистемы. Поэтому очень важно

, чтобы минимизировать продолжительность ненужных отключений. Таким образом, защита

силового трансформатора является очень сложной задачей в релейной системе питания

[1].

В энергосистеме переходные процессы переключения в основном

зависят от реакции силового трансформатора.Когда трансформатор

переключается через автоматический выключатель, применимый переходный ток

почти определяется реакцией трансформатора

. Наряду с повышением напряжения и емкости трансформатора

, величина переходного тока также повышается на

. Таким образом, моделирование трансформатора становится важным для расчета величины переходного тока.

Этот переходный ток вызывает серьезные механические повреждения, которые

могут погнуть или разрушить трансформатор [2].Недавно искусственная нейронная сеть

(ИНС) была использована для защиты трансформатора

, чтобы отличить внутренние повреждения от намагничивания пусковых токов

[3].

Для классификации переходных явлений силового трансформатора

также используется вейвлет-преобразование, где силовой трансформатор

запитан на первичной стороне, а вторичная сторона

разомкнута. Здесь рассчитывается кратковременный бросок тока намагничивания

, который в 6-8 раз превышает ток полной нагрузки

на первичной стороне [4].

Таким образом, способность выдерживать ток короткого замыкания

признана важной характеристикой силового трансформатора

. Перед установкой силового трансформатора на объекте

электромагнитные силы из-за токов короткого замыкания должны быть спрогнозированы на этапе проектирования для безопасной эксплуатации. Следовательно, численная модель

необходима для прогнозирования переходной электромагнитной силы

из-за переключения силового трансформатора.

В этой статье проанализирована природа переходных токов из-за переключения трансформатора

в различные моменты времени.

Дополнительное решение и частный метод решения —

, используемый для получения решения для дифференциальных уравнений, связанных

с переходным током холостого хода трансформатора. В этой исследовательской работе

параметры трансформатора

рассчитываются путем выполнения испытания на обрыв и короткое замыкание.Математическое моделирование

получено с использованием пакета MATLAB Simulation

, версия. Расчет феррорезонанса здесь не рассматривается.

II. ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ

Основная работа трансформатора заключается в том, что он передает

электрической энергии от одной цепи к другой, когда вторичная обмотка

нагружена с помощью взаимной индукции, при сохранении

частота остается неизменной.Он в основном обеспечивает изоляцию

между двумя электрическими цепями и выход с разной величиной напряжения

в соответствии с требованиями.

Во время подачи питания на трансформатор первичная обмотка

подключается к источнику переменного напряжения 1

В, а

переменного тока 1

I начинает течь через первичную обмотку

число витков 1

Н Переменный mmf 11IN устанавливает переменный поток

, который проходит через железный путь с высокой проницаемостью

, как показано на рис.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *