Для чего служат трансформаторы тока: Измерительный трансформатор тока. Что это и зачем он нужен?

Измерительный трансформатор тока. Что это и зачем он нужен?

Введение

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

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

В сетях с более высокими мощностями и токами, где уже требуется релейная защита, работающая по определенным алгоритмам, (например, АПВ — автоматическое повторное включение) требуется организовать питание целого ряда устройств и реле цепей защиты.

Для этого применяется трансформатор тока — электротехническое устройство, предназначенное для уменьшения первичного тока (тока измеряемой рабочей цепи) до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, находящихся во вторничной цепи. К нему подключаются следующие устройства: амперметры, преобразователи тока, обмотки токовых реле, счетчиков, ваттметров и другие.

Технические характеристики и режим работы

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

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

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

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

Применение

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

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

Важное замечание

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

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

Для чего нужны трансформаторы тока

Трансформатор тока — электромагнитный аппарат который принадлежит к одному из видов трансформаторов измерительного вида. Одной из задач трансформатора тока является получение переменного тока во вторичной обмотке.

В общем определить одну определенную задачу трансформатора тока сложно, ведь она зависит от многих факторов в том числе и от конкретной ситуации при которой применение трансформатора просто необходимо.

Особенности

Но среди прочего все же выделяются три основных особенности трансформатора тока, а именно: защита, измерение и стабилизация электрического тока.

Трансформатор тока это аппарат который очень важен для использования в области электротехники. Для эффективной, безопасной и стабильной работы различных промышленных приборов и аппаратов, а также бытовых электрических приборов, необходим контроль текущих уровней электрического тока. Специально для этого к трансформатору тока подключаются различные измерительные электрические приборы позволяющие производить контроль всей системы в различных местах.

Трансформатор тока Т-0,66 150/5а

В трансформаторе тока первичный и вторичный ток пропорциональны друг другу. Первичная обмотка трансформатора тока включена последовательно, а вторичная замыкается на нагрузку. За счет этого действия получаются пропорциональные величины.

Пропорциональная величина трансформатора тока это – величина которая имеет одинаковое отношение между собой.

Обмотки

Первичная обмотка включения трансформатора тока бывает в двух типовых исполнениях. Первое — обмотка плоская, второе — обмотка в форме ролика выполненная из толстого провода.

Вторичная обмотка имеет большее число витков катушки которые намотаны на глянцевую основу магнитного материала. Вторичная обмотка трансформатора ток арсчитана на показатель который соответствует стандарту 1 или 5 Ампер.

Трансформаторы тока можно различить по классу точности а именно: 0,2; 0,5; 1; 3; и 10. Эти трансформаторы способны снижать высокие проходные электрические токи, на более низкие. Данное действие обеспечивает безопасный контроль электрической энергии в переменной линии передачи.

Трансформаторы тока делятся также по по номинальной мощности которая имеет следующие значения: 25 кВа, 40 кВа, 63 кВа, 100 кВа и 160 кВа.

При эксплуатации трансформатора тока, возникает необходимость периодического обслуживания и его ремонта. Хочется отметить что обслуживание, ремонт а также замена составляющих запасных частей трансформатора тока, должна проводиться специализированной организацией имеющей допуски к данным видам работ.

Области и сферы назначения

По функциональному назначению трансформаторы тока можно разделить на 4 категории

• измерение при помощи любого прибора силы электрического тока. В этом случае переменный ток остается переменным, и приемлемым для измерения. Для измерения силы тока подходит вольтметр или другие измерительные электрические приборы кроме амперметра.
• трансформаторы тока служат для стабилизации работы, в тех случаях когда электрическая система является довольно мощной, это нужно для сохранения целостности изоляции, которая необходима для обеспечения безопасности жизни обслуживающего персонала, который проводит регулярные ремонтные и обслуживающие работы.
• преобразование трехфазного переменного электрического тока в такой же переменный ток подходящего значения. Это нужно для стабилизации работы и защиты реле, которое подключается к определенной конкретной электрической цепи.
• при эксплуатации оборудования исключив нарушение изоляции и технологических серьезных ошибок во время установки электрического оборудования, электрический ток все равно способен нанести ущерб здоровью и жизней персонала занимающегося его периодическим обслуживанием и ремонтом.

Что такое и для чего нужен трансформатор тока 

Автор Alexey На чтение 4 мин. Просмотров 293 Опубликовано 11.01.2016 Обновлено 11.01.2016

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

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

Когда нужны трансформаторы тока?

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

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

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

Классификация и расчет

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

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

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

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

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

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

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

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

Как выбрать трансформатор тока наружной установки для счетчика электроэнергии?

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

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

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

Подключение счетчика через трансформаторы тока представлено на это фото

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

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

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

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

Как осуществляется подключение измерительного ТТ тока для счетчика?

Обозначение на схеме

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

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

Встроенные трансформаторы тока трансформаторов

Трансформаторы тока (ТТ) предназначены для контроля и измерения токов в электрических цепях . Первичная обмотка ТТ включается последовательно в контролируемую цепь; вторичная обмотка вырабатывает ток, пропорциональный первичному, в соответствии с требуемым коэффициентом трансформации. Цепь вторичной обмотки замыкается либо на измерительные приборы, либо на устройства контроля и защиты электрических цепей.
В ТТ, предназначенных для установки в цепях высокого напряжения, первичная обмотка изолирована от вторичной на полное рабочее напряжение. Вторичная обмотка ТТ обычно заземляется и имеет нулевой потенциал. Это позволяет контролировать параметры сети приборами низкого напряжения, доступными для непосредственного наблюдения обслуживающим персоналом.

Встроенные ТТ используются в качестве элементов других устройств, в частности трансформаторов. Встроенные ТТ трансформаторов устанавливаются на вводах ВН или СН. Встроенные ТТ трансформаторов имеют только вторичную обмотку — функции первичной обмотки здесь выполняет токоведущий элемент линейного ввода (отвода), который охватывается встроенным трансформатором тока.
Конструктивно ТТ состоит из обмотки, намотанной на кольцевой магнитопровода, и имеющей отпайки, соответствующие различным коэффициентам трансформации.
Размещаются ТТ в адаптерах вводов (рис. 3). Каждый ввод укомплектовывается двумя трансформаторами тока: один ТТ служит для подключения измерительных приборов контроля линейного тока во вводе, второй — для подключения цепей защиты. Подключение измерительных приборов и цепей защиты допускается только к отдельным секциям ТТ. Хранение ТТ до монтажа осуществляется в отдельных адаптерах, заполненных маслом.

Рис. 3. Установка трансформаторов тока в адаптерах: 1 — корпус адаптера; 2 — трансформатор тока; 3 — распорные клинья; 4 — крышка адаптера; 5 — ввод; 6— фланец адаптера для установки ввода; 7— болты крепления ввода; 8 — фланец адаптера крепления к крышке бака; 9 — коробка зажимов обмотки ТТ; 10 — перегородка; 11 — отводы; 12 — лючок; 13 — сальник; 14— крышка бака трансформатора; 15 — фланец; 16 — люк адаптера к клеммнику.

Встраиваемые в силовые трансформаторы ТТ предназначены для номинальных напряжений 35; 110; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ. При этом вторичный ток является заданной величиной. Наиболее употребительным является вторичный ток 5А; другими употребляемыми вторичными токами являются 2,5 А, 10 А, 1 А. В основном, применяются ТТ на следующие номинальные первичные токи при следующих коэффициентах трансформации (табл. 1).
Для обеспечения необходимой точности измерений и надежной работы максимальных и дифференциальных защит, применяемых в 3-фазных сетях, требуется определенная идентичность параметров трансформаторов тока и нормирование их токовых и угловых погрешностей. Согласно ГОСТ 7746—89, разность между абсолютными значениями первичного и вторичного тока характеризует токовую погрешность; угловая погрешность определяется углом между векторами первичного и вторичного токов ТТ.
ТТ должен надежно работать в некотором диапазоне первичных токов. Поскольку ТТ имеют нелинейный элемент — магнитную систему (МС), то при высоких кратностях токов и, соответственно, больших насыщениях МС (но также и при малых токах и малых насыщениях) погрешности возрастают, что может существенно повлиять на работу защит.
В качестве предельно допустимой кратности для ТТ условно принята т. н. 10%-ная кратность, то есть такое отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором токовая погрешность достигает минус 10 % при заданной вторичной нагрузке и коэффициенте мощности 0,8, а трансформатор еще может надежно выполнять свои защитные функции.
Требования к точности ТТ, работающих в схемах максимальных защит, обычно невысоки (класса точности 3). Дифференциальная защита должна срабатывать при авариях внутри защищаемого участка или элемента, и не должна срабатывать при аварии за пределами этого участка. Требования к точности ТТ дифференциальных защит выше, их характеристики должны быть идентичными, чтобы исключить возникновение при сквозных токах короткого замыкания токов небаланса во вторичной цепи за счет неодинаковых токовых и угловых погрешностей.

Таблица 1

Номинальный первичный ток, А	Первичный ток при различных коэффициентах трансформации, А
300	100-150-200-300
600	200-300-400-600
1000	400-600-750-1000
1500	500-750-1000-1500
2000	1000-1500-2000
3000	1000-1500-2000-3000
4000	1000-2000-3000-4000
6000	6000
12 000	12 000

 

Таблица 2

 

Класс точности	Первичный ток, % номинального	Предельное значение		Пределы вторичной нагрузки, % ном, cos φ 0,8
		Токовой погр. , %	Угловой погр., мин
0,5	10 20 100-120	±1,00 ±0,75 ±0,50	±60 ±45 ±30	25-100
1	10 20 100-120	±2,00 ±1,50 ±1,00	±120 ±90 ±60	25-100
3	50-120	±3,00	Не нормируется	50-100
10		±10,00

 

Для ТТ установлены номинальные классы точности 0,5; 1; 3; 10, характеризующие предельные погрешности ТТ при различных значениях первичного тока и заданном токе вторичной обмотки.
Предельные значения погрешностей ТТ для различных классов точности приведены в табл. 2.
В обозначениях ТТ, предназначенных для дифференциальной защиты, вместо класса точности указывается буква Д. Каждый новый тип ТТ классов точности 0,5 и 1 для питания измерительных приборов проходит государственные испытания. Перед монтажом ТТ на трансформаторе, каждый из них подвергается испытаниям в объеме, согласно требованиям НТД.
Во время работы ТТ его вторичные обмотки всегда должны быть замкнуты на приборы или, в противном случае — закорочены.

Измерительные трансформаторы тока — CIRCUTOR

	Измерительные трансформаторы тока ТС (под шину)   Измерительные трансформаторы тока CIRCUTOR Циркутор серии TC — это базовая серия измерительных трансформаторов тока Circutor, отличающаяся уменьшенными габаритами и возможным исполнением высокого класса точности. Выбор трансформаторов тока проводится по номинальному току от 40 до 5000А.   подробнее>>>
	Трансформаторы circutor серии ТСН (класс точности 0,5s — 0,2s)   Высокоточные измерительные трансформаторы тока TCH — отличаются уменьшенными габаритами и исполнением высокого класса точности. Класс точности измерительных трансформаторов тока 0 5s — 0 2s, что позволяет проводить измерения и использовать данный тип трансформаторов тока в построении систем АСКУЭ и подключении электросчетчиков. подробнее>>>
	Pазборные трансформаторы тока   Измерительные трансформаторы тока с разборным сердечником серии TP применяются для монтажа на работающих сетях без отсоединения шин. Данным типом измерительных трансформаторов удобно проводить измерения тока без необходимости демонтажа работающего оборудования.  подробнее>>>
	Измерительные трансформаторы тока ТА TM TWТА — серия измерительных трансформаторов тока CIRCUTOR с прямоугольным окном Серия измерительных трансформаторов тока ТА-210 со встроенной шиной. Трансформаторы тока ни DIN рейку – серия TM 45 и TW 25.  подробнее>>>
	Трансформаторы тока с выходом 4…20 мА Измерительные трансформаторы тока CIRCUTOR с выходом 4-20 мА и 0 20 мА применяются в системах измерений и автоматики, требующих стандартные входные сигналы постоянного тока 4-20 мА. Основная сфера применения измерительных трансформаторов тока с нормированными выходами это построение систем АСКУЭ подробнее>>>
	Суммирующие трансформаторы тока Суммирующий трансформатор тока суммирует токи от измерительных трансформаторов тока, проходящие по каждому входу в первичной обмотке, а затем трансформирует его во вторичную обмотку. Два измерительных трансформатора в одном. подробнее>>>
	Измерительные трансформаторы напряжения Измерительные трансформаторы напряжения как и измерительные трансформаторы тока служат, для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях измерения и контроля и передачи измерительного сигнала от трансформатора на прибор учета или в систему АСТУЭ  подробнее>>>
	Измерительные шунты Шунты токоизмерительные предназначены для измерения тока в паре с приборами постоянного тока — стрелочными, цифровыми, регистрирующими приборами и системами автоматики. подробнее>>>

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.

Устройство трансформатора тока, типы и подключение обмоток, испытания и поверка

Трансформаторы тока (ТТ) представляет собой устройства, обеспечивающие пропорциональное соответствие вторичных и первичных токовых значений. Основной нагрузкой токовых трансформаторов являются цепи измерения и защиты.

Включение первичной обмотки производится в рассечку (разрыв) измеряемой линии, то есть последовательно. Вторичная обмотка трансформатора тока образует так называемые токовые цепи схем защиты и измерений.

Одной из особенностей ТТ является то, что цепи их вторичных обмоток при работе токового трансформатора строго запрещено размыкать.

Это влечёт за собой повышение напряжения вплоть до пробоя изоляции, а также повреждение магнитопровода вследствие перегрева.

Существуют специальные правила работы в токовых цепях. При необходимости отключить измерительный прибор или реле, включенные в токовую цепь, необходимо сначала закоротить выводы вторичной обмотки.

В релейных шкафах для соединения токовых цепей используются клеммники особой конструкции. В них предусмотрены дополнительные зажимы, позволяющие устанавливать закорачивающие перемычки до разрыва токовой цепи.

Токовый трансформаторный преобразователь, работающий в измерительных цепях, относится к средствам измерений со всеми вытекающими последствиями:

• измерительные трансформаторы тока подлежат регулярной процедуре поверки;
• измерительные трансформаторы, также как любое средство измерений имеют определённый класс точности.

Если быть более точным, класс точности присваивается не трансформатору тока, а отдельно взятой его вторичной обмотке. Дело в том что ТТ, особенно высоковольтный, представляет собой достаточно объёмную конструкцию, занимающую место в распределительном устройстве.

С другой стороны, вторичные токовые параметры нужны для измерений и работы различных защит, причём каждая защита подключена к отдельной обмотке. Поэтому обычно используются многообмоточные ТТ.

Каждая из вторичных обмоток имеет свой класс точности и предназначена для подключения определённых цепей. Например, согласно требованию ПУЭ, обмотки токовых трансформаторов, использующиеся в цепях коммерческого учёта должны иметь класс точности не хуже 0,5.

Счётчики технического учёта допускается подключать через трансформаторы тока с обмотками класса 1,0. Если для технического учёта используются встроенные ТТ, допускается использовать их обмотки, которые имеют класс точности хуже 1,0. Это распространяется на случаи, когда для достижения более высокого класса требуется установка дополнительных комплектов трансформаторов.

ТТ, использующиеся в цепях приборов релейной защиты и автоматики, называются защитными.

КОНСТРУКЦИИ И УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Конструктивную основу ТТ составляют магнитные сердечники, выполненные из тонколистовой электротехнической стали. Форма магнитного сердечника может быть прямоугольной либо тороидальной (имеющей форму бублика). В первом случае сердечник набирается из пластин, во втором – свивается из тонкой стальной ленты.

Вторичная обмотка наматывается на сердечник, первичная же может иметь различные конструкции:

• одновитковую;
• многовитковую.

Одновитковые конструкции подразделяются на стержневые и шинные устройства. В первом варианте внутри корпуса трансформатора через магнитопровод проходит стержень, на концах которого оборудованы линейные зажимы.

Во втором случае роль первички играет токоведущая шина распределительного устройства, то есть при монтаже он просто одевается на шину.

Исполнение может быть предназначено для наружной или внутренней установки. Кроме этого бывают встроенные варианты, располагающиеся внутри высоковольтных выключателей и вводах силовых трансформаторов. Классификация устройств по способу установки делит их на проходные и опорные.

Конструкции проходного типа используются в случаях, когда токопровод должен пройти через стену, потолок или перегородку распределительного устройства. То есть, проходные одновременно играют роль проходных изоляторов. Устройства опорного типа устанавливаются на несущие опорные конструкции распределительных устройств и сами служат опорой токоведущим шинопроводам.

ТТ выпускаются на все классы напряжений. Эти устройства предназначены для преобразования первичных токовых параметров различных уровней, но при этом токовый номинал вторичной обмотки составляет 1 ампер или 5 ампер. Наибольшее распространение получили устройства со вторичным токовым номиналом 5 ампер.

Большинство измерительных приборов предназначены для работы совместно с пятиамперными устройствами. Например, счётчики, подключаемые через трансформаторы тока, рассчитаны на номинал тока 5 ампер.

Коэффициенты трансформации принято указывать в виде дроби. В числителе ставится номинал в амперах для первичной цепи, в знаменателе – ток вторички. Например, 100/5, 500/5. Номинальное напряжение и коэффициент трансформации ТТ являются основными техническими параметрами этих устройств. Вторичные обмотки токовых трансформаторов должны быть заземлены на месте установки.

К особой категории относятся трансформаторы тока нулевой последовательности. Эти устройства представляют собой тороидальные сердечники с намотанной на них вторичной обмоткой. То есть, конструктивно они не отличаются от некоторых обычных типов . Разница заключается в том, что при установке через такой «бублик» пропускается не шина одной из фаз, а трёхжильный кабель целиком.

При работе электрооборудования распределительного устройства в нормальном режиме магнитные поля трёх фаз дают при сложении нулевой результат. Синфазные токи во всех фазах трёхфазной системы фиксируются трансформатором тока нулевой последовательности только при однофазных замыканиях на землю. Такие типы не используются для целей измерения, а только в цепях защит.

ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА

Перед вводом в работу ТТ подвергается стандартной процедуре проверок и испытаний. Объём предпусковых испытаний включает следующие виды работ:

• проверка уровня изоляции;
• замеры сопротивления вторичных обмоток;
• проверка коэффициента трансформации;
• снятие вольт — амперной характеристики.

Проверка изоляции производится с применением мегаомметра на 2500 вольт. При этом ориентируются на нормы, указанные в заводской документации. Испытания изоляции повышенным напряжением производится в сборе после монтажа в распределительном устройстве.

Сопротивление вторичных обмоток измеряется высокоточными мостами постоянного тока. Полученные результаты сравнивают с данными заводских замеров, приведённых в паспорте устройства. Результат, приведённый к температуре 20^оС не должен отличаться от заводского более, чем на 2%.

Коэффициент трансформации трансформатора тока проверяется путём прогрузки первичным током. В ходе такой проверки все вторичные обмотки должны быть закорочены либо подключены к амперметрам. Коэффициент определяют как отношение первичного и вторичного токовых значений.

Вольт – амперная характеристика (ВАХ) позволяет выявить неисправности, например, межвитковое замыкание. В ходе данного испытания определяется намагничивающая характеристика. При этом снимаются значения напряжений обмотки при изменении токовых параметров.

Результаты предпусковых испытаний оформляются протоколами установленной формы. Выдаваться протоколы должны организацией, выполняющей пуско-наладочные работы. Организация должна обладать соответствующей лицензией.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Зачем нужны трансформаторы тока

Энергетические системы обширны и сложны по своей природе. На самом деле вы не можете увидеть электричество, но вы можете понять, как оно действует. Одним из важных элементов системы электроснабжения является трансформатор тока. В Midwest Current Transformer наше внимание уделяется производству стандартных и нестандартных трансформаторов для удовлетворения требований наших клиентов.

Некоторая важная информация о трансформаторах тока объясняется ниже.

Основы трансформаторов тока

Трансформатор тока генерирует переменный ток во вторичной обмотке, который пропорционален переменному току в первичной обмотке. Он используется, когда напряжение или ток слишком высоки для прямого измерения. Генерируемый вторичный ток идеален для обработки, а электронное оборудование — это измерительные приборы.

Снижение тока высокого напряжения обеспечивает удобный метод безопасного контроля электрического тока, фактически протекающего в линии передачи переменного тока, с помощью стандартного амперметра.

Есть разница между трансформатором электрического тока и трансформатором напряжения или силовым трансформатором. Трансформатор электрического тока имеет только один или очень мало витков в первичной обмотке. Он также не зависит от тока вторичной нагрузки, а скорее управляется внешней нагрузкой, что делает его отличным от трансформатора напряжения. Коэффициент трансформации трансформатора тока эквивалентен количеству витков вторичной обмотки. Это соотношение определяется тем, что первичный проводник за один проход проходит через окно трансформатора.

Классификации и типы

Существует два основных типа трансформаторов тока. Один — это защитный трансформатор тока, используемый с защитным оборудованием, таким как реле, катушки отключения и т. Д. Другой — измерительный трансформатор тока для использования с измерительными устройствами для измерения величины энергии, тока и мощности.

Три стандартных типа трансформаторов тока включают стержневой, намотанный и оконный.

Тип стержня

Этот тип трансформатора тока включает в себя стержень подходящего материала и размера, используемый в качестве первичной обмотки, равный одному витку.

Тип раны

Этот тип трансформатора тока имеет две отдельные обмотки (вторичную и первичную), расположенные на магнитном стальном сердечнике с различными витками в зависимости от конструкции.

Окно (тороидальное) типа

Трансформатор тока этого типа не имеет первичной обмотки, а имеет отверстие внутри сердечника, и в этом отверстии находится проводник, по которому проходит ток первичной нагрузки.

Для вашего предприятия важно иметь необходимое оборудование, включая соответствующие электрические трансформаторы.

Чтобы узнать об исключительных продуктах трансформаторов тока, которые мы предлагаем трансформаторы тока Midwest, позвоните нам сегодня по телефону 800.893.4047 или отправьте нам электронное письмо на Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Каковы функции трансформатора тока?

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Пол Дорман

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

Взаимосвязь трансформаторов напряжения и тока

Функцию трансформатора тока (CT) можно лучше понять, сравнив его с более широко известным трансформатором напряжения (VT).Вспомните, что в трансформаторе напряжения переменный ток в одной цепи создает переменное магнитное поле в катушке в цепи. Катушка намотана вокруг железного сердечника, который передает почти неизменное магнитное поле на другую катушку в другой цепи, в которой нет источника питания.

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

Формулы ТТ и ТН

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

i_1N_1 = i_2N_2

Это потому, что для катушки (соленоида):

B = \ mu Ni

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

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

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

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

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

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

Использует общий трансформатор

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

Безопасность электрических инструментов

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

Это важно, потому что сильный ток выделяет тепло, которое может повредить чувствительное измерительное оборудование, такое как резистор в амперметре.Уменьшение i2 защищает амперметр. Это также предотвращает снижение точности измерения из-за тепла.

Защитные силовые реле

ТТ, обычно устанавливаемые в специальный корпус, называемый шкафом ТТ, также защищают основные линии электросети. Реле максимального тока — это тип защитного реле (переключателя), которое отключает автоматический выключатель, если ток высокого напряжения превышает определенное заданное значение. Реле максимального тока используют трансформатор тока для измерения тока, поскольку ток высоковольтной линии нельзя измерить напрямую.

Одно- и трехфазные трансформаторы тока Технический бюллетень

Том Колелла, технический директор

Трансформаторы тока

(ТТ) представляют собой трансформаторы измерительного типа, которые принимают большие токи и снижают их до чрезвычайно низкого значения, обеспечивая простой и безопасный метод контроля цепей без разрыва проводки. Измерения обычно производятся с помощью стандартного цифрового или аналогового измерителя. Трансформатор тока может быть однофазным или многофазным.Трансформаторы тока имеют множество применений — от управления энергоснабжением до прецизионных измерений в медицине, автомобилестроении, авионике, телекоммуникационной промышленности и в военной сфере.

Существует три основных конфигурации трансформатора тока:

• Тороидальный сердечник: Измеряйте токи от 50 до 5000 ампер с отверстием сердечника от 1 до 8 дюймов в диаметре. Этот тип не содержит первичных обмоток. Однако линия, по которой проходит ток, проходит через центральное отверстие в трансформаторе.
• Split Core: Измерьте токи от 100 до 5000 ампер с отверстием сердечника от 1 до 13 дюймов в диаметре. Разъемный сердечник имеет один конец съемного, так что провод нагрузки не нужно отсоединять для установки трансформатора тока.
• Обмотка первичной обмотки: Измерьте токи от 1 до 100 ампер, поскольку ток нагрузки проходит через первичные обмотки ТТ.

Трансформатор тока аналогичен силовому трансформатору, за исключением того, что первичная обмотка соединена последовательно с проводником, по которому проходит сильный переменный ток.Этот тип трансформатора состоит всего из нескольких витков первичной обмотки. Первичная обмотка может представлять собой один виток сверхпрочной проволоки, намотанной вокруг сердечника. Вторичная обмотка трансформатора тока обычно представляет собой соотношение по сравнению с первичной обмоткой. Вторичная обмотка может состоять из большого количества витков, намотанных на магнитный сердечник с низкими потерями, в зависимости от того, насколько снижен ток, и обычно он рассчитан на ток от 1 до 5 ампер [см. Рисунок 1 ].

Трансформаторы тока могут понижать уровни тока с тысяч ампер до известного коэффициента.Первичный и вторичный токи выражаются в соотношении, например 100: 5. Это означает, что для 100 ампер, протекающих по первичному проводнику, вторичный будет показывать (протекать) 5 ампер тока. Или, для номинала 500: 1, будет ток 500 ампер в первичной обмотке и 1 ампер с потоком во вторичной обмотке.

Рисунок 1: Базовая конструкция трансформатора тока

Трехфазный трансформатор тока

Этот тип трансформатора, по сути, представляет собой три соединенных между собой однофазных трансформатора в одном корпусе, выполненных с использованием либо одного «трехфазного сердечника», либо трех отдельных тороидальных сердечников.На рисунке 2 показан пример трехфазного трансформатора тока.

Рисунок 2: Трехфазный ток

Точность трансформаторов тока, а также точность измерений, указаны в МЭК 61869-1, классы 0,1, 0,2 с, 0,2, 0,5, 0,5 с, 1 и 3. Причина в обозначении класса заключается в классификации точности трансформатора тока. Например, погрешность первичного и вторичного тока для трансформатора тока класса 1 составляет + 1% при полном номинальном токе, погрешность трансформатора тока класса 0,5 составляет + 0.5% и т. Д. Буква «s» после обозначения класса указывает на высокую точность и обычно используется при измерении тарифов. Другой параметр, который следует учитывать, — это ошибки фазы, которые также описаны в рейтинге каждого класса.

Другие факторы, влияющие на точность измерения: нагрузки, внешние электромагнитные поля, изменение фазы, емкостная связь между первичной и вторичной обмотками, сопротивление между первичной и вторичной обмотками, температура, нагрузка и ток намагничивания сердечника.

Трансформаторы тока предназначены для использования в качестве пропорциональных устройств.Следовательно, вторичная обмотка никогда не должна быть в разомкнутом состоянии, так как это может привести к повреждению устройства.

Сводка

Трансформатор тока преобразует большие первичные токи во вторичные малоточные токи за счет использования магнитных сердечников. Трансформаторы тока могут быть неинвазивным способом контроля высоких токов в электроэнергетике, контрольно-измерительных приборах в авионике, автомобилестроении, военной и телекоммуникационной отраслях.

Изучение применения трансформаторов тока | Силовая электроника

Трансформаторы тока могут выполнять управление цепями, измерять ток для измерения и управления мощностью, а также выполнять функции защиты и ограничения тока.Они также могут вызывать события в цепи, когда контролируемый ток достигает заданного уровня. Мониторинг тока необходим на частотах от линии электропередачи 50/60 Гц до более высоких частот импульсных трансформаторов, которые могут достигать сотен килогерц.

Задача трансформаторов тока состоит в том, чтобы думать о преобразовании тока, а не о соотношениях напряжений. Коэффициенты тока обратно пропорциональны отношениям напряжений. О трансформаторах следует помнить, что P _из = (P _в — потери мощности трансформатора).Имея это в виду, давайте предположим, что у нас есть идеальный трансформатор без потерь, в котором P _{на выходе} = P _на . Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток, этот продукт должен быть таким же на выходе, как и на входе. Это означает, что повышающий трансформатор 1:10 с повышенным в 10 раз напряжением приводит к уменьшению выходного тока в 10 раз. Именно это происходит с трансформатором тока. Если трансформатор имел однооборотную первичную и десять витков вторичной обмоток, каждый ампер в первичной обмотке дает 0.1 А во вторичной обмотке или коэффициент тока 10: 1. Это в точности обратное соотношению напряжений — сохранение произведения вольт, умноженного на ток.

Как мы можем использовать этот преобразователь и знания для производства чего-то полезного? Обычно инженер хочет создать выходной сигнал на вторичной обмотке, пропорциональный первичному току. Довольно часто этот выход выражается в вольтах на один ампер первичного тока. Устройство, которое контролирует это выходное напряжение, может быть откалибровано для получения желаемых результатов, когда напряжение достигает заданного уровня.

Нагрузочный резистор, подключенный к вторичной обмотке, создает выходное напряжение, пропорциональное величине резистора, в зависимости от величины тока, протекающего через него. С нашим трансформатором с соотношением витков 1:10, который обеспечивает соотношение по току 10: 1, нагрузочный резистор может быть выбран для получения желаемого напряжения. Если 1А на первичной обмотке дает 0,1А на вторичной, то по закону Ома 0,1-кратное увеличение нагрузочного резистора приведет к выходному напряжению на ампер.

Многие трансформаторы напряжения имеют регулируемые коэффициенты, которые обеспечивают желаемое выходное напряжение и компенсируют потери.Коэффициент поворотов или фактические повороты не являются главной заботой конечного пользователя. Только выходное напряжение и, возможно, регулирование и другие параметры потерь могут иметь значение. При использовании трансформаторов тока пользователь должен знать коэффициент тока, чтобы использовать трансформатор. Знание количества усилителей на выходе является основой для использования трансформатора тока. Довольно часто конечные пользователи подключают к первичной обмотке провод через центр трансформатора. Они должны знать, что такое вторичные витки, чтобы определить, каким будет их выходной ток.Как правило, в каталогах витки трансформаторов указаны в качестве технических характеристик для использования.

Обладая этими знаниями, пользователь может выбрать нагрузочный резистор для получения желаемого выходного напряжения. Выходной ток 0,1 А для первичной обмотки 1 А на трансформаторе с соотношением витков 1:10 будет производить 0,1 В / А на нагрузочном резисторе 1 Ом, 1 В на ампер на нагрузке 10 Ом и 10 В на ампер на нагрузочном резисторе 100 Ом.

На рис. 1 показан идеальный коэффициент трансформации.В этом анализе вторичное сопротивление постоянному току (R _DCR ) не учитывается. При рассмотрении вторичного тока только фактический ток влияет на V. От того, насколько хорошо этот ток может быть определен, зависит точность прогноза V. Сопротивление вторичному постоянному току лучше всего анализировать, отражая его на первичной обмотке с помощью R _DCR / N ^{. 2} .

При выборе нагрузочного резистора инженер может создать любое выходное напряжение на ампер, если оно не насыщает сердечник.Уровень насыщения сердечника является важным фактором при выборе трансформаторов тока. Максимальное произведение вольт-микросекунды указывает, с чем сердечник может работать без насыщения. Нагрузочный резистор является одним из факторов, контролирующих выходное напряжение. Существует ограничение на количество напряжения, которое может быть достигнуто на данной частоте. Поскольку частота = 1 / период цикла, если частота слишком низкая (период цикла слишком длинный), так что произведение напряжение-время превышает магнитную емкость сердечника, произойдет насыщение.Поток, который существует в сердечнике, пропорционален периоду напряжения, умноженному на цикл. Большинство спецификаций обеспечивают максимальное значение продукта вольт-микросекунды, которое трансформатор тока может обеспечить через нагрузочный резистор. Превышение этого напряжения с помощью слишком большого нагрузочного резистора приведет к насыщению трансформатора и ограничению напряжения.

Что произойдет, если нагрузочный резистор отключен или размыкается во время работы? Выходное напряжение будет расти, пытаясь создать ток, пока не достигнет напряжения насыщения катушки на этой частоте.В этот момент напряжение перестанет расти, и трансформатор не добавит дополнительного сопротивления к управляющему току. Следовательно, без нагрузочного резистора выходное напряжение трансформатора тока будет его напряжением насыщения на рабочей частоте.

В трансформаторе тока есть факторы, влияющие на эффективность. Для полной точности выходной ток должен быть равен входному току, деленному на коэффициент трансформации. К сожалению, не весь ток передается. Часть тока не преобразуется во вторичную обмотку, а вместо этого шунтируется индуктивностью трансформатора и сопротивлением потерь в сердечнике.Как правило, индуктивность трансформатора составляет большую часть токового шунтирования, уменьшающего выходной ток. Вот почему важно использовать сердечник с высокой магнитной проницаемостью, чтобы достичь максимальной индуктивности и минимизировать ток индуктивности. Для получения ожидаемого вторичного тока и ожидаемой точности необходимо поддерживать точное соотношение витков. Рис. 2 показывает, что преобразованный ток меньше входного на:

I _{ПРЕОБРАЗОВАННЫЙ} = I _ВХОД -I _CORE -jI _MAG (1)

Как насчет влияния трансформатора на ток, который он контролирует? Здесь на сцену выходит термин «бремя».Любой измерительный прибор изменяет схему, в которой он измеряет. Например, подключение вольтметра к цепи вызывает изменение напряжения по сравнению с тем, которое было до подключения счетчика. Каким бы незначительным ни был этот эффект, напряжение, которое вы читаете, не является напряжением, существовавшим до подключения измерителя. То же самое и с трансформатором тока. Нагрузочный резистор на вторичной обмотке отражается на первичной обмотке посредством (1 / N ² ), который обеспечивает сопротивление последовательно с током на первичной обмотке.Обычно это имеет минимальный эффект и обычно важно только тогда, когда вас беспокоит ток, который может существовать, когда трансформатор отсутствует в цепи, например, когда он используется в качестве временного измерительного устройства.

Обратите внимание на четыре компонента потерь в цепи Рис. 2 . Сопротивление первичного контура (PRI _DCR ), сопротивление потерь в сердечнике (R _CORE ), вторичного DCR (R _DCR ) уменьшено на 1 / N ² , а вторичного нагрузочного резистора R _BURDEN также уменьшается в N ² .Это потери, которые влияют на источник тока (I). Сопротивления косвенно влияют на точность трансформатора тока. Их влияние на цепь, которую они контролируют, изменяет ее ток. Сопротивление первичному постоянному току (PRI _dcr ) и вторичное DCR / N ² (R _DCR / N ² ) не отвлекают от входа I _{, который считывается или влияет на точность фактическое текущее показание. Скорее, они изменяют ток по сравнению с тем, каким он был бы, если бы трансформатор тока не был в цепи.За исключением нагрузочного резистора, эти резисторы потерь являются компонентами, которые способствуют потерям в трансформаторе и нагреву.}

Эта потерянная энергия обычно невелика по сравнению с мощностью в цепи, которую он контролирует. Обычно конструкция трансформатора и выбор нагрузочного резистора находятся в пределах максимальной потери энергии, которую может допустить конечный пользователь. Поскольку устройства с батарейным питанием становятся все более популярными, а потребление энергии способствует энергетическому кризису, даже эта мощность может вызывать беспокойство.В этих условиях может потребоваться особое внимание при проектировании к потребляемой мощности.

Трансформаторы тока — эффективный способ измерения тока. Поскольку нагрузочный резистор отражается на первичную обмотку посредством 1 / N ² , сопротивление, наблюдаемое в контролируемой цепи, может быть очень маленьким. Это позволяет создавать большее напряжение на выходе с минимальным влиянием на измеряемую цепь. Более простой и недорогой метод измерения тока — это использовать резистор, подключенный последовательно с током.Однако этот метод можно использовать только тогда, когда потребление энергии имеет второстепенное значение. В связи с более частым использованием устройств с батарейным питанием и преобладающей потребностью в снижении энергопотребления дополнительные расходы на трансформатор тока вскоре могут быть возмещены за счет использования. Кроме того, при большом токе или когда требуется напряжение любой величины, чувствительный резистор будет непрактичным.

Трансформаторы тока для измерения | Подсказка Energy Sentry Tech

Есть два типа электросчетчиков: автономные (с прямым приводом) и трансформатор номинальный.

Большинство счетчиков, используемых в домах или на фермах, являются автономными. Вся использованная электроэнергия проходит через счетчик. Эти счетчики предназначены для использования в сетях до 200 ампер. Трансформаторы тока содержатся внутри.

При потреблении тока более 200 ампер используются счетчики с трансформаторным номиналом. Как следует из названия, в этих типах счетчиков используются трансформаторы тока (ТТ) для измерения тока или общей потребляемой мощности. Информация регистрируется счетчиком.

В ТТ кольцевого типа имеется два проводника или обмотки. Первичная обмотка — это линейный проводник, проходящий через центр трансформатора тока. Вторичная обмотка представляет собой множество витков магнитной проволоки вокруг сердечника.

Трансформатор трансформатора тока преобразует первичный ток линейного проводника в меньший, более легко управляемый ток, который подается на измеритель, который прямо пропорционален первичному току. Этот ток обратно пропорционален количеству вторичных витков провода вокруг железного сердечника.

Для ТТ на 200: 5А коэффициент передачи составляет 40: 1, что дает вторичный ток 1/40 первичного тока. Для трансформатора тока на 400: 5 А коэффициент трансформации составляет 80: 1, что дает вторичный ток, составляющий 1/80 первичного тока.

Номинальная нагрузка (B) — это полное сопротивление цепи, подключенной ко вторичной обмотке. Этот импеданс является полным противодействием протеканию тока в цепи переменного тока. Рейтинг нагрузки — это максимальное значение импеданса перед превышением минимальных пределов точности.

Разница в коэффициенте тока между фактическим (первичным) и измеренным (вторичным) током приводит к тому, что обычно называют множителем. Поправочный коэффициент — это коэффициент, на который необходимо умножить показания ваттметра, чтобы скорректировать влияние коэффициента ошибок и фазового угла трансформатора тока.

Ищете ТТ измерительного класса для вашей программы измерения теплового расхода?

У нас есть решение!

Высококачественные измерительные трансформаторы тока

Если ваша программа расчета теплового коэффициента требует учета накопленного тепла, тепла плинтуса, двойного топлива или любого другого электрического тепла, низкокачественные трансформаторы тока просто не подходят.

Наши измерительные трансформаторы тока изготовлены из сердечников из многослойной кремнеземной стали высшего качества и соответствуют стандарту IEEE C57.13. стандарты.

Доступные передаточные числа	Точность при BO.1 / 60 Гц	Номинальный коэффициент	Частота	Класс изоляции
100: 5A	1,2	1,5 при 30 ° C	50-400 Гц	600 В
200: 5A	.03	1,5 при 30 ° C	50-400 Гц	600 В

Следующий технический совет: трансформаторы тока для контроллеров нагрузки

Подбор трансформатора тока | Выберите подходящий трансформатор тока

Главная »Новости» Как правильно подобрать трансформатор тока

Опубликовано: 2 апреля 2020 г., автором Weschler Instruments

Трансформатор тока (CT) используется для измерения переменного тока в однофазных или трехфазных цепях.В базовом трансформаторе тока приборного класса один первичный проводник проходит через сердечник.

Вторичная обмотка имеет несколько витков для обеспечения более низкого выходного тока, как показано на схеме. Это позволяет размещать измеритель вдали от сильноточной цепи. КИП обычно имеет вторичную обмотку переменного тока 1 А или 5 А, которая подключается к амперметру, измерителю мощности или счетчику энергии. ТТ доступны в различных размерах и стилях со стандартными соотношениями от 50: 5 до 4000: 5.Модели с разъемным сердечником легко модернизируются вокруг существующей проводки. Модели с твердым сердечником предлагают более низкую стоимость.

Трансформаторы тока различаются по размеру (номинальная мощность в ВА), коэффициенту передачи и точности. Рейтинг VA определяет максимальное вторичное полное сопротивление (нагрузку), которое может работать с заявленной точностью.

Типичный аналоговый амперметр с трансформаторным номиналом имеет движение 5 А переменного тока (M). Провода от входных клемм (t1 и t2) вносят небольшое дополнительное последовательное сопротивление. Для работы 50 или 60 Гц измерения сопротивления от t1 до t2 достаточно для определения нагрузки амперметра.Добавьте два сопротивления проводов, чтобы получить полную нагрузку ТТ. Некоторые аналоговые измерители заменяют механизм 5A небольшим внутренним трансформатором тока и электронной схемой, которая управляет механизмом. Тот же метод используется для измерения нагрузки амперметра в этих устройствах.

Во многих цифровых счетчиках аналоговый измерительный элемент (M) заменен шунтирующим резистором (обычно 0,01 Ом) и электронной измерительной схемой. Некоторые цифровые измерители могут заменить шунтирующий резистор внутренним трансформатором тока для изоляции. В обоих случаях измерение сопротивления измерителя и общей нагрузки трансформатора тока такое же, как указано выше.

В «Таблице длины проводов трансформатора тока» ниже указана максимальная общая длина подводящих проводов (Rlead1 + Rlead2) по номиналу ВА для ТТ с вторичной обмоткой 5A. Если расстояние от измерителя составляет 10 футов, то общая длина провода для диаграммы составляет 20 футов. Указанные значения основаны на многожильном проводе, сопротивлении 0,02 Ом метра и температуре 50 ° C. Более высокие температуры увеличивают сопротивление свинца (0,4% / ° C для меди). Обратите внимание, что клеммы на трансформаторе тока также вносят вклад в нагрузку на трансформатор тока, поэтому предполагается подключение с низким сопротивлением.

Компания Weschler Instruments предлагает широкий выбор трансформаторов тока как с твердым сердечником, так и с разъемным сердечником. Все еще не уверены, какой стиль или соотношение сторон подходят для вашего приложения? Свяжитесь с нами сегодня и расскажите о своих потребностях, и один из наших высококвалифицированных продавцов поможет вам.

Основные сведения о трансформаторе тока — Peak Demand Inc

Основные сведения о трансформаторе тока

Размещено в h в инструментальных трансформаторах от

Основы трансформатора тока

Джон Ренни

Рисунок с сайта www.electronics-tutorials.ws

Трансформаторы тока

(ТТ) широко используются в электрических распределительных системах для измерения, измерения и защиты. Это простые устройства, предназначенные для создания переменного тока во вторичной обмотке, который прямо пропорционален току в первичном проводе.

Самый распространенный тип ТТ — это тороидальный ТТ. Тороидальные трансформаторы тока характеризуются тем, что первичный токопроводящий провод проходит непосредственно через центральную жилу.Тороидальные трансформаторы тока всегда подключаются последовательно, поэтому их часто называют «последовательными трансформаторами».

Конструкция ТТ проста. Вторичные обмотки из медной магнитной проволоки намотаны вокруг полого сердечника из электротехнической стали, а первичный проводник проходит через центр сердечника. Магнитный поток первичного проводника улавливается сердечником и индуцирует ток во вторичных обмотках, пропорциональный количеству вторичных обмоток. ТТ бывают разных конфигураций, но все имеют эту базовую конструкцию.