Главная » Разное » Трансформатор тока характеристики: Параметры трансформатора тока | Заметки электрика

Трансформатор тока характеристики: Параметры трансформатора тока | Заметки электрика

| – Комментировать

Содержание

Параметры трансформатора тока | Заметки электрика

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

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

Итак, поехали.

Основные характеристики и параметры трансформаторов тока

1. Номинальное напряжение трансформатора тока

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

Существует стандартный ряд номинальных значений напряжения у трансформаторов тока:

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

2. Номинальный ток первичной цепи трансформатора тока

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

Обозначается этот параметр индексом — I1н

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

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

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

3. Номинальный ток вторичной цепи трансформатора тока

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

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

Обозначается этот параметр индексом — I2н

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

4. Вторичная нагрузка трансформатора тока

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

Обозначается индексом — Z2н

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

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

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

Обозначается индексом — S2н.ном

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

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

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

5. Коэффициент трансформации трансформатора тока

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

При расчетах коэффициент трансформации разделяют на:

  • действительный (N)
  • номинальный (Nн)

В принципе их названия говорят сами за себя.

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

Вот примеры коэффициентов трансформации трансформаторов тока:

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

6. Электродинамическая стойкость

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

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

Ток электродинамической стойкости обозначается индексом — Iд.

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

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

7. Термическая стойкость

Что такое ток термической стойкости?

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

Ток термической стойкости обозначается индексом — ItТ.

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

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

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

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

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

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


Что такое трансформатор тока? Основные характеристики трансформатора тока |

Трансформатор тока состоит из двух цепей, первичной и вторичной, соединенных магнитопроводом.

Если первичная цепь образована несколькими витками, то это прибор обмоточного типа. Если первичная цепь представляет собой простой провод, проходящий через датчик, то это прибор шинного типа (интегральная схема, образованная медной шиной) или проходной трансформатор (первичная цепь образована проводом, не изолированным от электроустановки) либо тор (первичная цепь образована изолированным кабелем).

Характеристики трансформатора тока

Установленный уровень изоляции трансформатора тока ТТ

Это наибольшее напряжение, которое выдерживает первичная цепь трансформатора тока. Напомним, что первичная цепь подключается к высокому напряжению, а вторичная цепь, как правило, одним из выводов подсоединяется к земле.

Как для любого электротехнического оборудования устанавливаются также следующие параметры:

— максимальное одноминутное испытательное напряжение промышленной частоты;

— максимальное импульсное испытательное напряжение.

Пример: при номинальном напряжении 24 кВ трансформатор тока должен выдерживать в течение 1 минуты при частоте 50 Гц напряжение 50 кВ и импульсное напряжение 125 кВ.

Установленный коэффициент трансформации

Данный параметр представлен в виде соотношения первичного и вторичного токов Ip/Is. Значение вторичного тока устанавливается, как правило, равным 5 или 1 А.

Основными характеристиками трансформатора тока являются также и другие:

Точность

Данная характеристика обусловлена «сводной» погрешностью по номинальному предельному току. Предельный коэффициент точности (FLP) — это соотношение номинального предельного тока и установленного значения тока.

— Для класса Р:

5Р10 означает погрешность 5% при 10 In, а 10Р15 составляет погрешность 10% при 15 In, где: 5Р и 10Р — нормализованные классы точности трансформаторов тока для защиты; 5 In, 10 In, 15 In, 20 In — нормализованные значения предельного номинального тока.

— Класс PR определяется коэффициентом остаточной намагниченности, отношением остаточного потока к потоку насыщения, и это значение должно быть меньше 10%.

5РR и 10РR — нормализованные классы точности трансформаторов тока для защиты.

— Класс РХ соответствует другому методу определения характеристик трансформатора тока — по «напряжению точки перегиба», сопротивлению вторичной цепи, намагничивающему току (см. рис. 1 на стр. 20).

Номинальная мощность

Полная мощность в ВА, подаваемая трансформатором тока во вторичную цепь при гарантированной точности определения вторичного тока.

Мощность потребляется всеми подключенными приборами, а также соединительными проводами. Если нагрузка трансформатора тока меньше номинальной, то фактическая точность трансформатора будет больше установленной точности, и, соответственно, перегруженный трансформатор тока теряет в точности.

Кратковременный допустимый ток

Выраженный действующим значением в кА, максимальный допустимый ток (Ith) за 1 секунду (при короткозамкнутой вторичной цепи) представляет термическую устойчивость трансформатора тока к токам перегрузки. Трансформатор тока должен выдерживать ток короткого замыкания в течение времени, необходимого для устранения повреждения. Если время устранения повреждения больше или меньше 1 с, ток, который выдерживает трансформатор тока, рассчитывается по формуле:

Электродинамическая устойчивость, выраженная пиковым значением в кА, составляет не менее 2,5 • Ith

Нормализованные значения определяемого первичного тока (в А) следующие: 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 и их кратные или десятые доли.

Статьи по теме

Проверка трансформаторов тока с использованием комплекса РЕТОМ-21

Построение ВАХ трансформаторов тока

Построение вольт-амперной характеристики (ВАХ) является одним из важных этапов проверки трансформаторов тока (ТТ). Вольт-амперная характеристика представляет собой зависимость напряжения одной из вторичных обмоток от намагничивающего тока со стороны этой же или другой обмотки при XX на первичной обмотке ТТ (рисунок 1). Снятие ВАХ производится в пределах от нуля до нескольких кратностей тока начала насыщения магнитопровода трансформатора, при этом напряжение  на вторичной обмотке не должно превышать  1800 В во избежание повреждений её изоляции. Снятая характеристика сопоставляется с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания исправных ТТ, однотипных с проверяемым, чаще всего с характеристиками ТТ других фаз того же присоединения.

Основная задача построения ВАХ – определение передаточной характеристики ТТ, которая позволяет вычислить максимально допустимую нагрузку, подключаемую к вторичной обмотке трансформатора. При насыщении магнитопровода ТТ происходит значительное изменение формы сигнала, что может привести к большим погрешностям коэффициента передачи, при этом, чем выше ток, тем больше погрешность. Поэтому при расчете уставок устройств РЗиА, подключаемых к ТТ, необходимо знать, когда трансформатор работает на линейном участке ВАХ (участок a-b Рисунок 1), а когда – на участке, отклонение которого от линейного превышает 10%  (участок b-c на рисунке 1) в момент наступления насыщения магнитопровода. На последнем участке ВАХ работа трансформатора не рекомендуется. Таким образом, максимальная нагрузка, подключаемая к вторичной обмотке ТТ, рассчитывается исходя из того, что трансформатор должен работать на линейном участке ВАХ.

Рис. 1. Типовая вольт-амперная характеристика ТТ

При снятии вольт-амперной характеристики  может быть выявлено наличие короткозамкнутых витков – одного из наиболее распространенных повреждений ТТ. Данный тип повреждения можно выявить по резкому снижению ВАХ и изменению ее крутизны. Необходимо отметить, что при проведении других проверок, например проверки коэффициента трансформации, это не обнаруживается.

Следует выделить ряд требований, предъявляемых к испытательному оборудованию, применяемому для построения ВАХ трансформаторов:

1. Источник напряжения должен обладать высокой мощностью.

Очевидно, что чем мощнее источник напряжения при снятии характеристики, тем  стабильнее синусоидальность напряжения и достовернее результаты.

В приборе РЕТОМ-21 применяется мощный источник напряжения U3, способный выдавать напряжение до 500 В мощностью до 3 кВА. При помощи данного источника можно проверять ТТ на напряжения от 0.4 до 35 кВ с напряжением насыщения магнитопровода до 500 В. Регулирование источника осуществляется при помощи ЛАТРа, выполненного из высококачественных материалов, что позволяет получать минимально возможные искажения формы сигнала.

В 2010 году научно-производственное предприятие «Динамика» начало серийный выпуск блока РЕТ-ВАХ-2000, который пришел на смену ранее производимому блоку РЕТ-ВАХ. Новый блок значительно расширил возможности прибора РЕТОМ-21. С его помощью можно получать напряжения до 2000 В. Мощность, которую способен передавать блок составляет 2 кВА, что позволяет выдавать синусоидальный сигнал на трансформаторы тока на напряжение до 750 кВ. При этом необходимо учитывать, что собственное насыщение внутреннего трансформатора блока РЕТ-ВАХ-2000 происходит при напряжении 2100 В. Это означает, что на всем рабочем диапазоне напряжений блока не происходит искажения выходного сигнала. Данная особенность РЕТ-ВАХ-2000 исключает возникновение дополнительных погрешностей при построении ВАХ.

Пример схемы подключения трансформатора тока к блоку РЕТ-ВАХ-2000 показан на рисунке 2.  

Рис. 2. Схема подключения трансформатора тока к комплексу РЕТОМ-21

2. Измеритель должен реагировать на среднеквадратичные значения тока и напряжения.

При снятии ВАХ в области насыщения магнитопровода трансформатора форма сигнала напряжения и тока искажается. Если в таких условиях в качестве измерителя использовать прибор, реагирующий на средневыпрямленное значение входных параметров, вольт-амперная характеристика оказывается завышенной из-за влияния формы сигнала на точность показаний. Приборы, реагирующие на среднеквадратичные значения (True RMS) лишены подобных недостатков.

В приборе РЕТОМ-21 имеется возможность измерения среднеквадратичного (True RMS), средневыпрямленного и амплитудного значений токов и напряжений. Это позволяет строить ВАХ трансформаторов без дополнительных погрешностей, которые могут возникнуть из-за несинусоидальности измеряемого параметра.

В приборе предусмотрена  возможность пересчета токов и напряжений с учетом коэффициента трансформации блока РЕТ-ВАХ-2000, что позволяет отображать на экране измерителя реальные напряжение и ток, подаваемые на обмотку трансформатора.

3. Снятие ВАХ не должно влиять на дальнейшую работу ТТ.

Если при снятии ВАХ ТТ прекратить подачу напряжения в точке синусоиды, отличной от нуля (рисунок 3), то на магнитопроводе трансформатора может появиться остаточное намагничивание.

Рис. 3. Некорректное отключение источника напряжения

Наличие остаточного намагничивания (точка 1 на рисунке 4) может привести к некорректной работе трансформатора при последующей подаче тока. 

Рис. 4. Петля гистерезиса магнитопровода ТТ

Выдача сигналов в приборе РЕТОМ-21 построена таким образом, что источник напряжения прибора РЕТОМ-21 отключается при переходе через ноль синусоиды входного напряжения (рисунок 5), что в свою очередь исключает возможность появления остаточного намагничивания.

Рис. 5. Корректное отключение источника

 

Определение однополярных выводов первичной и вторичной обмоток

Прибор РЕТОМ-21  можно использовать для определения полярности обмоток трансформатора. В начале проверки необходимо собрать схему, изображенную на рисунке 6.

Рис. 6. Схема подключения ТТ к прибору РЕТОМ-21 для определения полярности обмоток.

На первичную обмотку трансформатора подается ток с источника I5, вторичная обмотка подключается к встроенному в прибор внешнему амперметру. С помощью фазометра определяется угол между токами первичной и вторичной обмоток. Если угол между двумя этими токами близок к нулю, то выбраны однополярные обмотки, если угол близок к 180 градусам – разнополярные. Для проверки полярности обмоток небольших ТТ также можно использовать  вольтамперфазометр  РЕТОМЕТР-М2.

 

Проверка коэффициента трансформации ТТ

В зависимости от класса трансформатора измерение коэффициента трансформации может проводиться либо с использованием выхода U5 (максимальный ток до 750 А) прибора РЕТОМ-21 (рисунок 8)

Рис. 8. Схема подключения ТТ к выходу U5 для проверки коэффициента трансформации

либо с помощью трансформатора тока РЕТ-3000, подключенного к источнику U6 (рисунок 9). В этом случае для измерения первичного тока используется блок РЕТ-ДТ, способный измерять токи до 30 кА.

Рис. 9. Схема подключения ТТ  для проверки коэффициента трансформации

 

Испытание электрической прочности и сопротивления изоляции

Испытание электрической прочности и сопротивления изоляции можно проводить при помощи прибора РЕТОМ-6000, который выдает постоянное и переменное напряжение до 6 кВ.

В данном приборе предусмотрена возможность измерения токов утечки, омического сопротивления изоляции, а также построения ВАХ трансформаторов тока.

Таким образом, комплекс РЕТОМ-21 позволяет проводить полноценную проверку трансформаторов тока, предоставляя ряд преимуществ: 

– сокращаются трудозатраты и время проведения проверок;

– возможность проверки любых ТТ;

– возможность проверки ТТ без использования дополнительных вспомогательных приборов;

– достоверность получаемых результатов.

Список литературы

1. РД 153-34.0-35.301-2002 Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения / Под общей ред. B.C. Буртакова, К.С. Дмитриева. — М.: СПО ОРГРЭС 2002

В.В. Никитин
ООО «НПП «Динамика»
май 2011

Трансформаторы тока ТВ-110-IX-I.

Данная статья носит информативный характер. Чтобы узнать цены, сроки, наличие, аналоги, перейдите в каталог

Трансформаторы тока ТВ-110-IX-I предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и (или) устройствам защиты и управления в электрических цепях переменного тока частотой 50 Гц.

Встроенные трансформаторы ТВ-110-IX-I тока относятся к электрооборудованию на класс напряжения 0,66 кВ и поэтому могут быть установлены на ввод любого класса напряжения при условии, что они обеспечивают заданные характеристики, и что посадочные размеры ввода позволяют их установку. В обозначении встроенного трансформатора отображен не его класс напряжения, а класс напряжения высоковольтного ввода, под который первоначально был разработан данный встроенный трансформатор тока.

Трансформаторы тока ТВ-110-IX-I изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 1 по ГОСТ 15150.

Трансформаторы предназначены для работы при следующих климатических условиях:

  • верхнее значение температуры окружающего воздуха 50 °С;
  • нижнее значение температуры окружающего воздуха минус 60 °С;
  • верхняя граница относительной влажности воздуха — 100% при 25 °С;
  • окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих покрытия, металлы и изоляцию. Атмосфера типа II по ГОСТ 15150;
  • высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
  • трансформатор рассчитаны на суммарную механическую нагрузку от ветра со скорость 40 м/с, гололеда с толщиной стенки льда 20 мм;
  • рабочее положение трансформатора в пространстве — согласно положению ввода;
  • трансформаторы предназначены для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащиты, имеют литую изоляции, класса нагревостойкости «Y» по ГОСТ 8865, класса воспламеняемости FH (ПГ) 3 по ГОСТ 28779 со скоростью распространения пламени не более 30 мм/мин;
  • трансформаторы сейсмостойки при воздействии землетрясений интенсивностью 9 баллов по MSK-64 при уровне установки над нулевой отметкой до 70 м.

Технические характеристики трансформаторов ТВ-110-IX-I.

Технические характеристики
Тип трансформатора
ТВ-110-IX-I-1ТВ-110-IX-I-2ТВ-110-IX-I-3ТВ-110-IX-I-4ТВ-110-IX-I-5ТВ-110-IX-I-6
Общее количество вторичных обмоток, шт123456
Количество вторичных обмоток для измерений, шт11 или 21; 2 или 31; 2; 3 или 41; 2; 3 или 41; 2; 3; 4 или 5
Количество вторичных обмоток для защиты, шт11 или 21; 2 или 31; 2; 3 или 4
1; 2; 3; 4 или 5
1; 2; 3; 4; 5 или 6
Возможность переключения по вторичной сторонеестьестьестьестьестьесть
Трехсекундный ток термической стойкости при вторичной обмотке, замкнутой на номинальную нагрузку, кА505050505050
Масса, кг5386118165199233

Точное количество вторичных обмоток для измерений и (или) защиты уточняется при заказе.
По согласованию с заказчиком возможно изготовление трансформаторов тока с другими техническими характеристиками.

 

Технические характеристики вторичных обмоток.

Номинальный первичный ток, АНоминальный вторичный ток, АВторичная нагрузка при cos φ = 0,8 в классе точности, ВАНоминальная предельная кратность обмоток для защиты, не менееНоминальный коэффициент безопасности приборов обмоток для измерений, не более
обмоток для защитыобмоток для измерений
5Р или 10Р10Р0,2S или 0,5S0,5S
2001 или 5—10—51310
300—10—1519
400—15—3018
50015——3022
60020—20—20
75020—20—22
80020—20—23
100030—40—20
120030—50—23
150030—60—27
200050—100—23
300050—100—24

* — технические характеристики вторичных обмоток для измерений и (или) защиты уточняются при заказе.

Возможно изготовление обмоток с другими техническими характеристиками.

 

Расчетные значение номинальной предельной кратности в зависимости от вторичной нагрузки для обмоток класса 10Р.

Номинальная вторичная нагрузка, ВА351015203040506075100
Коэффициент трансформацииНоминальная предельная кратность
200/53825138———————
300/552361913106—————
400/5634626181396,55———
500/574543122171186,554,5—
600/58261362620141086,55,54
750/5927042302217131096,55
800/595724532231814119,57,55,5
1000/51058252393020171411,59,57
1200/571624637312318151310,58
1500/57465514136272218161310
2000/57670574842332723201613
3000/55450454137312624211814
200/14025138———————
300/15537191310——————
400/1684726181396,55———
500/179553122171186,554,5—
600/18763372620141086,55,54
750/1987244312217131096,55
800/180644231231713119,57,55,5
1000/175634535282016131197
1200/165574536302318151310,58
1500/18071544437272218161310
2000/18475605144342723201713
3000/16459514641332824221815

 

Расчетные значения сопротивления вторичных обмоток 0,2S и 0,5S постоянному току при температуре 20 °С.

Коэффициент трансформацииСопротивление, омКоэффициент трансформацииСопротивление, Ом
200/50,043200/11,4
300/50,086300/12,1
400/50,086400/11,2
500/50,125500/13,5
600/50,129600/11,8
750/50,266750/15,2
800/50,284800/15,6
1000/50,361000/17,0
1200/50,431200/18,3
1500/50,541500/110,6
2000/50,752000/114,2
3000/50,873000/117,9

 

Расчетные значения сопротивления вторичных обмоток 10Р или 5Р постоянному току при температуре 20°С.

Коэффициент трансформацииСопротивление, омКоэффициент трансформацииСопротивление, Ом
200/50,027200/10,62
300/50,040300/10,92
400/50,054400/11,23
500/50,067500/11,53
600/50,080600/11,84
750/50,100750/12,3
800/50,110800/13,9
1000/50,141000/15,9
1200/50,321200/18,9
1500/50,401500/19,0
2000/50,542000/112,0
3000/51,103000/121,0

Габаритные и установочные размеры трансформаторов тока ТВ-110-IX-I.

Подбор трансформатора тока — ГОСТ, ПУЭ, таблицы, формулы

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

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

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

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

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

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

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

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

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

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

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

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

iуд — ударный ток короткого замыкания

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

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

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

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

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

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

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

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

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

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

В таблице выше:

zр — сопротивление реле

rпер — переходное сопротивление контактов

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

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

Выбор ТТ для релейной защиты

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

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

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

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

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

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

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

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

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

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

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

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

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

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

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

Трансформаторы тока (измерительные) элегазовые – ЗАО «ЗЭТО»

Трансформаторы тока серии ТОГФ предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборами и устройствам защиты и управления в открытых и закрытых распределительных устройствах переменного тока частоты 50 Гц на номинальное напряжение 110, 220 кВ. 

Номинальное напряжение, кВ 110 220
Наибольшее рабочее напряжение, кВ  126 252
Номинальная частота, Гц  50 

Номинальный первичный ток I1ном (варианты исполнения), А

  • трансформаторов тока с возможностью изменения числа витков первичной обмотки1)

  

 

 

  

  •  трансформаторов тока без возможности изменения числа витков первичной обмотки 

150-300-600;

200-400-800;

250-500-1000;

300-600-1200;

375-750-1500;

400-800-1600;

500-1000-2000

 

600; 800; 1000; 1200;

1500; 2000; 3000; 4000
Номинальный вторичный ток I2ном (варианты исполнения), А  1 и 5

 Количество вторичных обмоток: 2)

  • для измерений и учета
  • для защиты

 

1; 2

3; 4; 5
Классы точности вторичных обмоток для измерений  0,2S; 0,5S; 0,2; 0,5  
Классы точности вторичных обмоток для защиты  5Р; 10Р  

Номинальная вторичная нагрузка, ВА
с коэффициентом мощности cos φ2 = 0,8

  • для измерений и защиты

 с коэффициентом мощности cos φ2 = 1

  • для измерений

3; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 50; 60; 75; 100

                          

2

Номинальная предельная кратность вторичных обмоток для защиты Кном

10; 20; 30; 40

Номинальный коэффициент безопасности приборов вторичной  обмотки для измерений и учета К6ном

 от 5 до 15  
Ток термической стойкости IТ, кА 

253)

31,54)

40 (63)5)
Ток электродинамической стойкости Iд, кА 

643)

804)

102 (160) 5)
 Время протекания тока термической стойкости, с 1; 3  
Максимальный кажущийся разряд единичного частичного разряда, пКл, не более  10  
Длина пути утечки, см  285; 315; 390 630; 790 

Изоляционная среда для климатического исполнения 

 

Элегаз

Смесь элегаз+азот

 

Элегаз

— 

Утечка газа в год, % от массы газа, не более 

 0,5
Объем газа в трансформаторе тока, дм3  188  375 

 Масса газа в трансформаторе тока при давлении заполнения, кг

  • элегаз
  • смесь элегаз+азот

 

4,5

2,5+0,4

 

10,2

— 
Номинальное давление (давление заполнения) элегаза или смеси газов при температуре 20°C, МПа абс. (кгс/см2) 0,34 (3,4) 0,42 (4,2)
Сейсмостойкость, баллов по шкале MSK — 64 9
Масса трансформатора, кг 480 700

1) Три значения номинального первичного тока за счет переключения схемы (коэффициента трансформации) на контактном выводе первичной обмотки.

2) Вторичные обмотки могут иметь отпайки, необходимые для требуемого значения номинального первичного тока (коэффициента трансформации).

3) При включении трансформаторов тока на минимальный коэффициент трансформации ток электродинамической стойкости до 64 кА,
ток термической стойкости до 25 кА.

4) При включении трансформаторов тока на средний коэффициент трансформации ток электродинамической стойкости до 80 кА, ток термической стойкости до 31,5 кА.

5) При включении трансформаторов тока на максимальный коэффициент трансформации ток электродинамической стойкости от 102 до 160 кА, ток термической стойкости от 40 до 63 кА. 

Трансформаторы тока наружной установки серии ТВ

Руководства по эксплуатации

Сертификаты

Особенности применения трансформаторов тока с классом точности S

Требования к оформлению заказов трансформаторов предназначенных на экспорт

Скачать опросные листы на трансформаторы тока

Скачать каталог на трансформаторы (pdf; 32 Мб)

Скачать каталог на трансформаторы ТВ (pdf; 4 Мб)

Скачать каталог «Трансформаторы для железных дорог» (pdf; 4,8 Мб)

Межповерочный интервал — 16 лет.

ТУ16 — 2004 ОГГ.671 237.049ТУ

Каталог на трансформаторы ТВ (pdf)

Руководства по эксплуатации

Сертификаты

Требования к оформлению заказов трансформаторов предназначенных на экспорт

Назначение

Точный учет электрической энергии требует новых встроенных трансформаторов тока высоких классов точности. Существует ряд проблем широкого использования встроенных трансформаторов тока, а именно:

  • трудоемкая и продолжительная работа по их установке;
  • ограниченный срок выполнения работы;
  • нет возможности для использования в релейной защите;
  • необходимость регулировки выключателя после проведения работ по замене ТВ и др.

При использовании отдельно стоящих трансформаторов тока с обмотками для измерений высоких классов точности также возникают некоторые трудности — территория работающих подстанций ограничена (не всегда возможно установить отдельно стоящие трансформаторы), кроме того, это связано с большими расходами на их приобретение. Решение проблем — применение трансформаторов тока наружной установки ТВ.
ТВ наружной установки — это:

  • быстрая установка в любое время года
  • высокие классы точности (0,2 S; 0,2; 0,5 S, 0,5) — точный учет электрической энергии
  • сохранение ранее установленных встроенных трансформаторов тока — не требуется перенастройка релейной защиты
  • приемлемая цена
  • возможность пломбирования вторичных выводов

Трансформаторы ТВ наружной установки выпускаются на напряжения 35, 110 и 220 кВ.

Сообщаем, что в трансформаторах тока производства ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» допускается использование вторичных обмоток для учета, классов точности 0,2S и 0,5S со значением вторичной нагрузки ниже 25% от номинальной. Минимально допустимая нагрузка для обмоток класса точности 0,2S и 0,5S составляет 1ВА.
В паспорте на трансформаторы тока со вторичными обмотками для учета классов точности 0,2S и 0,5S указываются измеренные токовые и угловые погрешности при номинальной вторичной нагрузке 1ВА.

Гарантийный срок эксплуатации — 5 (пять) лет со дня ввода трансформатора в эксплуатацию, но не более 5,5 лет с момента отгрузки с завода-изготовителя.

Срок службы — 30 лет.

Пример установки трансформатора ТВ

Трансформатор тока наружной установки ТВ-35-IX 

 

Таблица 1. Техниченские характеристики ТВ-35-IX

Конструктивное исполнение

Коэффициент трансформации

Класс точности

Номинальная вторичная нагрузка при cosφ = 0,8, ВА

Трехсекундный ток термической стойкости, кА

Масса, кг

ТВ-35-IX

100/5

1

5

50*

28±2

150/5

0,5S

5

200/5

0,5S

10

300/5

0,5S

30

400/5

0,2S

10

500/5

0,2S

15

600/5

0,2S

20

750/5

0,2S

30

800/5

0,2S

40

1000/5

0,2S

50

1200/5

0,2S

100

1500/5

0,2S

100

2000/5

0,2S

100

3000/5

0,2S

100

100/1

1

5

150/1

0,5S

5

200/1

0,5S

10

300/1

0,5S

30

400/1

0,2S

10

500/1

0,2S

15

Примечания:

*) Термическая стойкость для данного исполнения указана при обмотке, замкнутой на номинальную нагрузку.

По согласованию с заказчиком допускается изготовление трансформаторов тока с другими техническими характеристиками.

Общий вид трансформатора (чертеж)

Каталог на трансформаторы ТВ (pdf)

Трансформаторы ТВ наружной установки ТВ-110-IX и ТВ-110-IX-3.2-1

 

Таблица 1. Технические характеристики трансформатора ТВ-110-IX и ТВ-110-IX-1

Конструктивное исполнение
Коэффициент трансформации Коэффициент трансформации по ответвлениям
Номинальный класс точности
Вторичная нагрузка при cos φ = 0,8, ВА
 Номинальная предельная кратность
 Коэффициент безопасности приборов
 Трехсекундный ток термической стойкости, кА (кратность)
 Масса, кг

 ТВ-110-IX

ТВ-110-IX-3.2-1

  400/1 100/1  1,0  5  —  10***  50*  35±2
 150/1  0,5  5  —
 1  10  —
 300/1  0,5S  10  —
 0,5  15  —
 400/1  0,5S  20  —
 600/1  200/1  0,5S  5  —
 0,5  10  —
 300/1  0,5S  10  —
 0,5  15  —
 400/1  0,5S  20  —
 600/1  0,2S  10  —
 0,5S  30  —
 1000/1  500/1  0,5S  20  —
 600/1  0,5S  30  —
 750/1  0,5S  50  —
 1000/1  0,2S  30  —
 600/5  200/5  1  10  —
 300/5  0,5  10  —
 400/5  0,5S  10  —
 0,5  15  —
 600/5  0,5S  30  —
 1000/5  500/5  0,5S  15  —
 600/5  0,5S  30  —
 750/5  0,5S  50  —
 1000/5  0,2S  20  —
 0,5S  75  —
 1500/5  750/5  0,5S  50  —
 1000/5  0,2S  20  —
 0,5S  75  —
 1200/5  0,2S  30  —
 0,5S  75  —
 1500/5  0,2S  50  —
 3000/5  1000/5  0,5S  75  —
 1500/5  0,5S  100  —
 2000/5  0,2S  50  —
 3000/5  0,2S  100  —

 

Конструктивное исполнение
Коэффициент трансформации
Коэффициент трансформации по ответвлениям
Номинальный класс точности Вторичная нагрузка при cos φ = 0,8, ВА Номинальная предельная кратность Коэффициент безопасности приборов
Трехсекундный ток термической стойкости, кА (кратность)
Масса, кг

ТВ-110-IX

ТВ-110-IX-3. 2-1

 600/5** 200/5 10Р 10 14 — (25) 45±2
300/5 10Р 10 19 —
400/5 10Р 15 19 —
600/5 10Р 15 23 —
1000/5** 500/5 10Р 10 25 —
600/5 10Р 15 23 —
750/5 10Р 20 23 —
1000/5 10Р 25 25 —

Примечания

1* Термическая стойкость для данного исполнения указана при обмотке, замкнутой на номинальную нагрузку.

2 ** Вариант исполнения трансформатора тока для защиты.

3 ***Коэффициент безопасности приборов не более 10 при наибольшей из указанных вторичных нагрузок.

4 По согласованию с заказчиком допускается изготовление трансформаторов тока с другими техническими характеристиками.

Общий вид трансформатора ТВ-110-IX(чертеж)

Общий вид трансформатора ТВ-110-IX-3.2-1 (чертеж)

Каталог на трансформаторы ТВ (pdf)

Трансформатор тока наружной установки ТВ-110-IX-3

 

 Общий вид трансформатора (чертеж)

Трансформатор тока наружной установки ТВ-110-IX-I(-1;-2;-3;-4;-5;-6)

 Таблица А.1 – Технические характеристики трансформаторов тока ТВ-110-IX-I

Технические характеристики

Тип трансформатора

ТВ-110-IX-I-1

ТВ-110-IX-I-2

ТВ-110-IX-I-3

ТВ-110-IX-I-4

ТВ-110-IX-I-5

ТВ-110-IX-I-6

Общее количество вторичных обмоток, шт.

1

2

3

4

5

6

Количество вторичных обмоток для измерений, шт.

1

1 или 2

1; 2 или 3

1; 2; 3

или 4

1; 2; 3 или 4

1; 2; 3; 4 или 5

Количество вторичных обмоток для защиты, шт.

1

1 или 2

1; 2 или 3

1; 2; 3

или 4

1; 2; 3; 4 или 5

1; 2; 3; 4; 5 или 6

Возможность переключения по вторичной стороне

есть

есть

есть

есть

есть

есть

Трехсекундный ток термической стойкости при вторичной обмотке, замкнутой на номинальную нагрузку, кА

50

50

50

50

50

50

Примечания:
1. Точное количество вторичных обмоток для измерений и (или) защиты уточняется при заказе.
2. По согласованию с заказчиком возможно изготовление трансформаторов тока с другими техническими характеристиками.

Таблица А.2 – Технические характеристики вторичных обмоток

Номинальный первичный ток, А

Номинальный вторичный ток, А

Вторичная нагрузка при соsφ=0,8 в классе точности, В•А

Номинальная предельная кратность обмоток для защиты, не менее

Номинальный коэффициент безопасности приборов обмоток для измерений, не более

обмоток для защиты

обмоток для измерений

5Р или 10Р

10Р

0,2S или 0,5S

0,5S

200

1 или 5

—

10

—

5

13

10

300

—

10

—

15

19

400

—

15

—

30

18

500

15

 

—

30

22

600

20

 

20

—

20

750

20

 

20

—

22

800

20

 

20

—

23

1000

30

 

40

—

20

1200

30

 

50

—

23

1500

30

 

60

—

27

2000

50

 

100

—

23

3000

50

 

100

—

24

Примечания
1. Технические характеристики вторичных обмоток для измерений и (или) защиты уточняются при заказе.
2. Возможно изготовление обмоток с другими техническими характеристиками.

 Общий вид трансформатора (чертеж)

Каталог на трансформаторы ТВ (pdf)

Трансформаторы ТВ наружной установки ТВ-220-IX

Таблица 1. Технические характеристики ТВ-220-IX

Конструктивное исполнение

Коэффициент трансформации

Класс точности

Вторичнаянагрузка при cos φ = 0.8, В·А

Трехсекундный ток термической стойкости, кА

Масса, кг

ТВ-220-IX

200/5

0,5

5

50*

102±2

300/5

0,5S

10

400/5

0,5S

20

500/5

0,5S

30

600/5

0,5S

50

750/5

0,5S

50

1000/5

0,2S

25

1200/5

0,2S

40

1500/5

0,2S

50

2000/5

0,2S

50

200/1

0,5

5

300/1

0,5S

10

400/1

0,5S

20

500/1

0,5S

30

600/1

0,5S

50

750/1

0,5S

50

1000/1

0,2S

25

1200/1

0,2S

40

1500/1

0,2S

50

2000/1

0,2S

50

Примечания

1* Термическая стойкость для данного исполнения указана при вторичной обмотке, замкнутой на номинальную нагрузку.

2 По согласованию с заказчиком допускается изготовление трансформаторов тока с другими техническими характеристиками.

Общий вид трансформатора (чертеж)

Каталог на трансформаторы ТВ (pdf)

Типы трансформаторов тока, характеристики, стандарты и соответствие

Целью данного исследования является понимание роли, которую играет важнейший компонент в экосистеме электроснабжения — трансформаторы тока (ТТ) . Подробно обсуждаются принципы работы КТ, различные типы КТ, их различные применения и другие важные аспекты.

Введение в трансформаторы

Рис. Введение в трансформаторы тока

Трансформатор — это в основном пассивное электрическое устройство, которое работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея, преобразуя электрическую энергию из одного значения в другое.Трансформаторы способны увеличивать или уменьшать уровни напряжения и тока источника питания без изменения частоты источника питания или количества передаваемой электроэнергии.

Трансформатор в основном состоит из двух намотанных электрических катушек с проволокой — первичной и вторичной. Первичный блок подключен к источнику питания, а вторичный — к концу подачи питания. Эти две катушки не находятся в электрическом контакте друг с другом, а вместо этого намотаны вместе вокруг общей замкнутой магнитной железной цепи, называемой сердечником.Этот сердечник из мягкого железа не является твердым, а состоит из отдельных пластин, соединенных вместе, чтобы помочь уменьшить потери сердечника. Когда переменный ток проходит через первичную катушку, в сердечнике индуцируется магнитное поле, которое передает пропорциональное напряжение (или ток) во вторичную катушку.

Трансформаторы

можно в целом разделить на силовые трансформаторы и измерительные трансформаторы в зависимости от их применения. В то время как силовые трансформаторы используются для передачи энергии, измерительные трансформаторы находят основное применение для измерения тока и напряжения .

Измерительные трансформаторы используются в системах питания переменного тока для измерения электрических величин, т. Е. Напряжения, тока, мощности, энергии, коэффициента мощности, частоты. Измерительные трансформаторы также используются с реле защиты для защиты энергосистемы. Измерительные трансформаторы бывают двух типов — трансформаторы тока и трансформаторы напряжения (или напряжения).

Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока (C.T.) — это тип измерительного трансформатора, который преобразует первичные токи в пропорциональные вторичные токи, соответствующие подключенным измерительным приборам. Технически они могут уменьшать или увеличивать переменный ток (AC). Однако на практике функция уменьшения широко применяется в измерительных приборах, таких как амперметры. Трансформаторы тока — это последовательно соединенные электромагнитные устройства, состоящие из железного сердечника, электрических пластин и медных катушек.

Рис: символ трансформатора тока

Что такое трансформатор потенциала (или напряжения)?

Трансформатор потенциала или напряжения (P.T.) — это тип измерительного трансформатора, который измеряет высокое напряжение на первичной обмотке путем понижения до измеримого значения. Технически они могут уменьшать или увеличивать первичное напряжение на вторичной стороне. Однако практическое применение трансформатора напряжения заключается в понижении напряжения до безопасного предельного значения, чтобы его можно было легко измерить с помощью обычного прибора низкого напряжения, такого как вольтметр, ваттметр или ваттметр.Они представляют собой приборные трансформаторы с параллельным подключением.

Рис. Символ трансформатора напряжения

Как работают трансформаторы тока?

Основной принцип трансформатора тока такой же, как описано выше. Когда через первичную обмотку протекает переменный ток, создается переменный магнитный поток, который затем индуцирует пропорциональный переменный ток во вторичной обмотке.

Рис. Принцип работы трансформаторов тока

Однако трансформаторы тока имеют важное рабочее отличие от других типов.ТТ обычно состоит из одного или нескольких витков в качестве первичной обмотки. Это может быть просто стержень или провод, пропущенный через отверстие (как на картинке выше). Или это может быть усиленный провод вокруг сердечника. Напротив, вторичная обмотка будет иметь большое количество витков, намотанных на многослойный сердечник из магнитного материала с низкими потерями.

Первичный ток контролируется независимой внешней нагрузкой, а вторичный ток имеет номиналы 1 А или 5 А, которые подходят для измерительных приборов.Важно, чтобы установка ТТ для измерения тока не влияла на работу первичной цепи.

Трансформаторы тока

в основном представляют собой понижающие трансформаторы, которые принимают на входе низкое напряжение (что означает низкое напряжение) и, следовательно, высокий ток. Таким образом, их также называют Трансформаторы тока низкого напряжения (LTCT) .

Рис: работа трансформатора тока и принципиальная схема

Важные характеристики трансформаторов тока

Коэффициент тока — Также известный как коэффициент витков (в общих чертах) — это отношение первичного тока к вторичному току.Это значение, очевидно, равно отношению количества витков первичной и вторичной катушек. Коэффициент тока трансформатора тока обычно высокий. Номинальные значения вторичного тока обычно составляют 5 А, 1 А и 0,1 А. Соответствующие номинальные значения тока на первичной обмотке варьируются от 10 А до 3000 А или более.

Рисунок: Коэффициент тока в трансформаторах тока Рисунок: Коэффициент тока в трансформаторах тока

Например, коэффициент передачи I p / 5A Трансформатор тока будет выдавать вторичный ток ( I с) 0-5A, который составляет пропорционально току, измеренному на первичной обмотке ( I p ).В случае ТТ 100/5 первичный ток в 20 раз больше, чем вторичный ток, поэтому, когда по первичному проводнику протекает 100 А, это приведет к 5 А во вторичной обмотке.

Однако важно отметить, что номиналы трансформаторов тока 100/5 и 20/1 не совпадают, даже если их коэффициенты тока равны. Эти номинальные значения фактически представляют собой абсолютные значения «номинального входного / выходного тока».

Полярность — Полярность ТТ определяется направлением обмотки катушки вокруг сердечника ТТ (по часовой стрелке или против часовой стрелки) и способом вывода проводов, если таковые имеются, из корпуса трансформатора.Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность. Соблюдение правильной полярности важно при установке и подключении трансформаторов тока к реле измерения мощности и защитных реле.

Класс точности — Класс точности описывает рабочие характеристики трансформатора тока и максимальную нагрузку на его вторичную цепь. В зависимости от класса точности трансформаторы тока подразделяются на точность измерения или точность реле (защитные трансформаторы тока).CT может иметь рейтинги для обеих групп.

Точность измерения CT может обеспечить высокоточное измерение тока в коротких диапазонах тока. В то время как ТТ точности реле предназначен для больших диапазонов тока, даже если точность меньше.

Класс точности ТТ указан на его этикетке или паспортной табличке. Он состоит из трех частей: номинального коэффициента точности, рейтинга класса и максимальной нагрузки.

Как правильно выбрать трансформатор тока?

Следующие параметры, которые необходимо оценить перед выбором подходящего трансформатора тока для приложения:

  • Напряжение цепи
  • Номинальный первичный ток
  • Номинальная нагрузка на вторичной стороне
  • Номинальный вторичный ток
  • Рейтинг класса точности

При выборе необходимо также учитывать профиль проводника и максимальную интенсивность первичной цепи.

Применение трансформатора тока

Две основные области применения трансформаторов тока — это измерение тока и защита . Они также используются для изоляции между силовыми цепями высокого напряжения и измерительными приборами. Это обеспечивает безопасность не только оператора, но и используемого конечного устройства. Рекомендуется применять трансформаторы тока на токи 40А и выше.

ТТ в измерении — Измерительный трансформатор тока предназначен для непрерывного измерения тока.Они работают с высокой точностью, но в пределах номинального диапазона тока. Трансформаторы тока имеют первичную обмотку, на которую подается измеряемый ток. Измерительные приборы подключены к вторичной обмотке. Это позволяет использовать их в сочетании с измерительным оборудованием и продуктами для мониторинга мощности — от простых счетчиков электроэнергии до счетчиков качества электроэнергии , таких как:

  • Амперметры
  • Киловатт-метров
  • Единицы измерения
  • Реле управления

Пределы погрешности по току и сдвига фаз определяются классом точности.Классы точности: 0,1, 0,2, 0,5 и 1. Если входной ток превышает номинальный, измерительный трансформатор тока насыщается, тем самым ограничивая уровень тока в измерительном приборе. Материалы сердцевины для этого типа CT обычно имеют низкий уровень насыщения, например нанокристаллический.

Рис. Трансформаторы тока для измерительных приложений

Трансформаторы тока в системе защиты электропитания — A Защитный трансформатор тока используется для снижения токов в энергосистемах, тем самым защищая их от неисправностей.Эти трансформаторы тока измеряют фактический ток на первичной стороне и создают пропорциональные токи во вторичных обмотках, которые полностью изолированы от первичной цепи. Этот дублированный ток затем используется как вход для защитного реле, которое автоматически изолирует часть силовой цепи в случае неисправности. Поскольку изолирована только неисправная часть, остальная часть установки может продолжать нормально функционировать.

Рис. Защитные трансформаторы тока для приложений защиты мощности

Некоторые из важных сценариев применения, в которых устанавливаются ТТ:

  • Для управления высоковольтными электрическими подстанциями и электросетью
  • Для активации защитного реле в случае тока короткого замыкания и изоляции части или всей системы от основного источника питания
  • Коммерческий учет
  • Защита от замыканий на землю / Дифференциальная защита / Система защиты шин
  • Двигатель — генераторные установки
    • Панель управления
  • (панели VCB, AMF, APFC, MCC, PCC и реле) и приводы
  • Стандартный КТ для лабораторных целей
  • Тип проходного изолятора, масляный трансформатор трансформатора тока в силовом трансформаторе
  • Измерение тока, запись, мониторинг и управление

Типы трансформаторов тока

Рис. Типы трансформаторов тока LT

Первичная обмотка — В этом типе первичная обмотка физически соединена последовательно с проводником, измеряющим ток.Первичная обмотка имеет один виток и расположена внутри трансформатора. Трансформатор тока с проволочной обмоткой можно использовать для измерения токов в диапазоне от 1 А до 100 А.

Шина — В этом типе шина главной цепи сама действует как первичная обмотка с одним витком. Таким образом, трансформатор линейного типа имеет только вторичные обмотки. Сам корпус трансформатора тока обеспечивает изоляцию между первичной цепью и землей. Благодаря использованию масляной изоляции и фарфоровых вводов такие трансформаторы могут применяться при самых высоких напряжениях передачи.

Кольцевой тип — В этом типе трансформатор тока устанавливается над шиной или изолированным кабелем, а вторичная обмотка имеет только низкий уровень изоляции. Для получения нестандартных соотношений или для других специальных целей через кольцо можно пропустить более одного витка первичного кабеля. Сердечник обычно изготовлен из слоистой кремнистой стали, а обмотки — из меди.

Суммирование — Суммирующие трансформаторы используются для сравнения релейных величин, полученных из тока в трех фазах первичной цепи.Это делается путем преобразования трехфазных количеств в однофазные. Линейные трансформаторы тока подключены к первичной обмотке вспомогательного трансформатора тока. Эти трансформаторы используются для обеспечения правильного функционирования релейных цепей.

Стандарты и соответствие

  • IS 61227, 2016
  • МЭК 61869, С-57
  • IS 2705 (Часть 1): 1992 для общих требований
  • IS 2705 (Часть 2): 1992 для измерительных трансформаторов тока
  • IS 2705 (Часть 3): 1992 для защитных трансформаторов тока
  • IS 2705 (Часть 4): 1992 для защитных трансформаторов тока специального назначения

Трансформаторы тока от КСИ

KS Instruments является ведущим игроком в разработке и производстве высокоточных трансформаторов тока LT для измерения и защиты. Продукты KSI CT выпускаются в корпусах с ленточной намоткой, литьем из пластмассы 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.

Измерительный трансформатор тока может снизить высокий ток в панелях управления и панельных платах с заранее заданным соотношением, например 100: 1. Предлагаемые кольцевым типом, также называемым оконным типом, позволяют пропускать шины или кабели через ТТ и выступать в качестве первичной обмотки ТТ.Безопасный трансформатор тока с низкой нагрузкой в ​​ВА и защелкивающийся трансформатор делает его очень удобным в использовании при модернизации без отсоединения кабеля. Это позволяет сэкономить время простоя и потерю доходов, которые могут возникнуть из-за остановки завода во время установки трансформатора тока .

Защитные трансформаторы тока используются для активации защитного реле в случае тока короткого замыкания и изоляции части или всей системы от основного источника питания.

KS Instruments имеет группу экспертов по проектированию, которая может спроектировать и изготовить нестандартные компоненты для конкретных приложений трансформаторов тока .

Характеристики
  • Разработан в соответствии с IS-16227, C-57 или требованиями заказчика
  • Вторичный ток 5А или 1А
  • Первичный ток до 5000 А
  • Вторичная нагрузка от 1 ВА до 30 ВА
  • Могут быть предложены двойные передаточные числа
  • Высокая точность по запросу
  • Монтажная схема предлагается по запросу
  • Конструктивный стиль — Лента из стекловолокна, покрытая лаком, Лента с изоляцией из ПВХ, Литая смола, АБС-пластик или стеклонаполненный нейлон
Сертификаты и разрешения
Описание теста Протестировано на Стандартный
1.Обычный тест

2. Кратковременный токовый тест

3. Испытание динамическим током

4. Тест на повышение температуры

 Central Power Research
Institute Bengaluru		 ИС-16227 Часть-1,2

МЭК 61869

ИС-2705

Ассортимент продукции KSI
ПЕРВИЧНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА НА РАНЕНЫЕ
Первичный ток Вторичный ток Класс точности Выход (нагрузка)
от 1A до 200A 1A, 5A Или по требованию заказчика CL-5, CL-3, CL-1, CL-0.5, CL-0,2, CL-0,1, CL-0,5S, CL-0,2S от 1 ВА до 30 ВА
ПЕРВИЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА ЗАЩИТЫ РАН
Первичный ток Вторичный ток Класс точности Фактор предела точности (ALF) Выход (нагрузка)
от 1A до 200A 1A, 5A Или по требованию заказчика Стандарт — 5P, 10P, 15P

Special — PS и XPS

 5, 10, 15, 20 и 30 от 1 ВА до 30 ВА
Рис. Трансформаторы тока с обмоткой

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА КОЛЬЦЕВОГО ТИПА
Первичный ток Вторичный ток Класс точности Выход (нагрузка) Мин. ID
от 50A до 5000A 1A, 5A Или по требованию заказчика CL-5, CL-3, CL-1, CL-0.5, CL-0,2, CL-0,1, CL-0,5S, CL-0,2S от 1 ВА до 30 ВА 30 мм

КОЛЬЦЕВОЙ ТИП ЗАЩИТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Первичный ток Вторичный ток Класс точности Фактор предела точности (ALF) Выход (нагрузка) Мин. ID
от 50A до 5000A 1A, 5A Или по требованию заказчика Стандарт — 5П, 10П, 15П,

Special — PS и XPS

 5, 10, 15, 20 и 30 от 1 ВА до 30 ВА 30 мм
Рис. Трансформаторы тока кольцевого типа

СУММИРУЕМЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Первичный ток Вторичный ток Класс точности Выход (нагрузка)
1А, 5А

Или по требованию заказчика

 1A, 5A Или по требованию заказчика Для серии измерений: CL-1, CL-0.5, КЛ-0,2

Для защитных серий: 5П, 10П, 15П

 от 1 ВА до 30 ВА
Рис: ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА КОЛЬЦЕВОГО ТИПА Рис. Список специальных серий LTCT Рис. Каталог продуктов KSI Карта сайта

Несмотря на широкий ассортимент продуктов Каталога KSI , в некоторых случаях для вашего приложения может потребоваться индивидуальное решение. При поддержке сильной команды разработчиков и собственного испытательного центра KSI может с легкостью предложить индивидуальные решения для трансформаторов тока низкого напряжения для решения ваших задач проектирования.
Не стесняйтесь сообщить нам свои индивидуальные требования, чтобы мы могли предложить свое решение!

Автор: Анурадха 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

Характеристики трансформатора тока холостого хода — нарушение напряжения

Состояние разомкнутой цепи в трансформаторе тока (ТТ) может привести к в условиях опасного перенапряжения на вторичных выводах ТТ.An ТТ разомкнутой цепи, особенно с высоким коэффициентом полезного действия и проводящие большие токи, могут производить вторичный напряжение холостого хода в диапазон нескольких киловольт . Этого напряжения обычно достаточно для поддержания постоянного состояние дуги между блоками короткого замыкания ТТ и потенциальная опасность пожара .

ТТ может открыться замкнутая из-за ошибки проводки во время установки или впоследствии из-за к ослаблению опрессовки, случайному отключению или саботажу.

Чтобы понять, почему трансформатор тока с разомкнутой цепью создает опасные высокого напряжения нам необходимо понять эквивалентную схему трансформатора тока.КТ может быть представлен используя рисунок ниже. На этом рисунке Z E — намагничивающее сопротивление, Z S — полное сопротивление проводов, а Z B — нагрузка (нагрузка). сопротивление.

Эквивалентная схема трансформатора тока (ТТ)

Ток вторичного соотношения протекает через межсоединение. сопротивление проводки Z S и подключенная нагрузка (нагрузка) Z B . А небольшая часть тока также протекает через намагничивающее сопротивление ТТ Z E . В нормальных условиях это намагничивающее сопротивление очень велико (в порядка сотен килоомов) и в этом схема.

Как работает открытый цепь CT производит чрезвычайно высокие всплески напряжения?

Когда ТТ, по которому проходит первичный ток, замыкается на вторичной стороне, току некуда течь, кроме как через высокий импеданс намагничивающего реактивного сопротивления Z E . Это создает большое падение напряжения E S на импедансе Z E на рисунке выше, что приводит к насыщению трансформатора тока. Насыщенный ТТ имеет более низкий импеданс намагничивания Z E , чем ненасыщенный ТТ, и, следовательно, ток возбуждения (I E ) увеличивается непропорционально.Для ТТ с высоким коэффициентом передачи и разомкнутой вторичной цепью обычно достаточно небольшого первичного тока для насыщения сердечника.

Это означает, что в условиях разомкнутой цепи сердечник ТТ будет работать в режиме насыщения. При насыщении скорость изменения поток в сердечнике ТТ почти равен нулю (он уже несет максимальный поток из-за к низкому намагничивающему сопротивлению). Однако в коротком перерыве в каждом тайме циклический ток проходит через ноль, и намагничивающий поток быстро изменяется от от насыщения в одном направлении до насыщения в другом направлении.Во время этих реактивное сопротивление переходного периода увеличивается до очень высоких значений и возбуждающий ток быстро переключается с положительного на отрицательное направление. Это быстрое изменение потока во время короткого интервала, который отвечает за высокий пик разомкнутой цепи Напряжение. Напряжение выглядит как кратковременное, но очень высокое напряжение такой же формы. пиковые (пиковые) скачки напряжения.

Примечание: Когда трансформатор тока разомкнут, измерение напряжения с помощью вольтметра RMS может не показывать истинное напряжение и не представляет опасности. Во время разомкнутой цепи ТТ высокое не среднеквадратичное напряжение, а очень высокое пиковое или пиковое напряжение .

Чтение: насыщение трансформатора тока

Факторы, влияющие на Величина напряжения холостого хода CT:

Коэффициент трансформации ТТ. Чем выше отношение витков, тем больше скачок напряжения.

Материал и конструкция магнитопровода ТТ.

Уровень первичного тока. ТТ с очень высоким коэффициентом передачи даже при небольшом первичном токе может привести к высокому вторичному напряжению.

Первичное напряжение — чем больше первичное напряжение, тем больше вторичное напряжение холостого хода. Это не линейная зависимость, и она проявляется только тогда, когда вторичная обмотка ТТ открыта.

Чем выше рабочая частота, тем больше скачок напряжения.

Обрыв цепи ТТ симптомы и характеристики:

Электрическая дуга в блоках закорачивания ТТ или там, где провода ТТ разомкнуты.

Повреждение трансформатора тока из-за повреждения диэлектрика, если провода на самом трансформаторе тока разомкнуты.

CT начинает издавать значительный слышимый шум.

Температура ядра ТТ не может увеличиваться при разомкнутой цепи ТТ.

Приблизительное напряжения холостого хода вторичной обмотки ТТ на основе опубликованных Данные, основанные на различных данных измерений, представлены ниже. ТТ пропускают номинальный первичный ток . Это для многоступенчатого трансформатора тока оконного типа с максимальным отводом 4000: 5.

Напряжение холостого хода трансформатора тока (кВ) в зависимости от коэффициента трансформации трансформатора тока

IEEE C57.13 2008-Стандарт IEEE Требования к измерительным трансформаторам раздел 6.7 «Вторичная обмотка наведена. напряжения заявляют, что:

«Трансформаторы тока никогда не должны работать с разомкнутой вторичной цепью, поскольку это может привести к опасным пиковым напряжениям. Трансформаторы, соответствующие этому стандарту, должны быть способны работать в аварийных условиях в течение 1 мин. с номинальным первичным током, умноженным на номинальный коэффициент при разомкнутой вторичной цепи, если напряжение холостого хода не превышает пиковое значение 3500 В.”

«Когда напряжение холостого хода превышает пиковое значение 3500 В, вторичный клеммы обмотки должны быть снабжены устройствами ограничения напряжения (варисторами). или искровые разрядники) ».

Если защита от тока защита от холостого хода трансформатора (CT) желательна, затем варисторы, искровые разрядники или другие устройства ограничения напряжения. Эти устройства защиты от разомкнутой цепи CT имеют нелинейную характеристики. При нормальных условиях эксплуатации устройство будет открытым. схема.Когда напряжение на устройстве больше порогового напряжение, устройство начинает проводить, тем самым уменьшая напряжение холостого хода. Эти компоненты (варисторы, искровые разрядники и т. Д.) Являются расходными устройствами и после несколько циклов проводимости может потребоваться замена.

Щелкните здесь, чтобы прочитать статью о искровых разрядниках.

Обрыв трансформатора тока Проверка цепи и форма волны

В этом тесте открыт ТТ 50: 5. замкнутый при номинальном первичном токе.Напряжение холостого хода вторичной обмотки измеряется для условий максимальной нагрузки. Напряжение холостого хода вторичной обмотки осциллограмма фиксируется с помощью осциллографа, показывающего пик напряжения. Эксперимент также показывает, почему среднеквадратичный вольтметр не может показать истинную степень опасное состояние перенапряжения при разомкнутой цепи ТТ. Высокий гребень / пиковое напряжение можно измерить только с помощью осциллографа или пикового значения мультиметр.

Тест обрыва цепи CT Форма волны ТТ разомкнутой цепи

Обратите внимание, что напряжение холостого хода появляется, когда форма волны тока меняет полярность с положительного полупериода на отрицательный полупериод.

Из рисунка выше мы можем видеть что пиковое значение напряжения холостого хода составляет 4,2 В, а среднеквадратичное значение напряжения всего 1,26 В. То есть пиковое значение более чем в 3,3 раза превышает среднеквадратичное значение. В реальном мире применения с трансформатором тока большого коэффициента, измерение напряжения холостого хода с помощью Действующее значение напряжения может не указывать на истинную степень присутствующего опасного напряжения. потребуется мультиметр пиковых значений. Даже с мультиметром пиковых значений еще одно важное соображение заключается в том, что трансформатор тока создает напряжение холостого хода превышение 1000 В и обычно выводы мультиметра, рассчитанные только на 600 В. или 1000В не подходят для измерения.

Тест разомкнутой цепи ТТ

Ошибки, характеристики и методы уменьшения ошибок в трансформаторах тока

Ошибки в трансформаторах тока:

Известно, что коэффициент трансформации (фактический коэффициент) не равен коэффициенту трансформации в трансформаторах тока. Кроме того, значение не является постоянным, а зависит от компонентов намагничивания и потерь возбуждающего тока, тока нагрузки вторичной обмотки и его коэффициент мощности.Это означает, что ток вторичной обмотки не является постоянной частью тока первичной обмотки, а зависит от факторов, перечисленных выше. Это вносит значительные ошибки в трансформаторы тока .

При измерении мощности необходимо, чтобы фаза тока вторичной обмотки была смещена точно на 180 ° относительно фазы тока первичной обмотки. Видно, что разность фаз отличается от 180 ° на угол θ.

Таким образом, при измерениях мощности из-за использования ТТ вводятся два типа ошибок; один из-за того, что фактический коэффициент трансформации отличается от коэффициента трансформации, а другой из-за того, что ток вторичной обмотки не отличается по фазе на 180 ° от тока первичной обмотки.

Примерные формулы ошибок:

Обычная нагрузка прибора в значительной степени резистивная с некоторой индуктивностью, поэтому δ положительно и, как правило, невелико.

Следовательно, sin δ ≈ 0 и cos δ ≈1. Следовательно, мы можем записать коэффициент трансформации следующим образом:


Характеристики трансформаторов тока:

1. Влияние коэффициента мощности нагрузки вторичной обмотки на погрешности — погрешность отношения:

Замечено, что для всех индуктивных нагрузок ток вторичной обмотки ls отстает от вторичного индуцированного напряжения Es, так что δ является положительным.В этих условиях фактический коэффициент трансформации всегда больше, чем коэффициент трансформации. Для нагрузок, которые достаточно емкостные, Is подводит Es, и поэтому δ является отрицательным. В этих условиях фактический коэффициент трансформации уменьшается, становясь меньше, чем коэффициент трансформации для значений δ. приближение — 90 °.

Фазовый угол: Мы обнаружили, что для индуктивных нагрузок фазовый угол δ положителен для малых значений δ (высокий вторичный коэффициент мощности), но становится отрицательным, когда вторичная нагрузка становится более индуктивной и δ приближается к 90 °.Для отрицательных значений δ (достаточно емкостной нагрузки) δ всегда положительно. Изменение коэффициента трансформации R и фазового угла θ в зависимости от δ показано на рисунке ниже. Эти выводы основаны на предположении, что величина вторичного импеданса остается постоянной.


2. Эффект изменения тока первичной обмотки:

При изменении тока первичной обмотки пропорционально изменяется ток вторичной обмотки. При низких значениях тока Ip (или.Is) ток Im и составляющая потерь Ie составляют большую долю от Ip и, следовательно, ошибки больше. По мере увеличения тока Ip увеличивается Is и появляется a. уменьшение погрешности соотношения и угла сдвига фаз. Изменение погрешности соотношения и угла сдвига фаз в зависимости от тока вторичной обмотки показано на рисунках ниже.

3. Влияние изменения нагрузки вторичной обмотки:

Увеличение нагрузочного сопротивления цепи вторичной обмотки означает увеличение номинального значения вольт-ампера.Это требует увеличения индуцированного напряжения вторичной обмотки, которое может быть создано за счет увеличения магнитного потока и плотности магнитного потока. Следовательно, увеличиваются как составляющая намагничивания Im, так и составляющая потерь Ie.

Таким образом, ожидается, что ошибки будут увеличиваться с увеличением нагрузки вторичной обмотки. В целом, большее сопротивление нагрузки не только увеличивает коэффициент трансформации, но также сдвигает фазовый угол между током первичной обмотки и током вторичной обмотки, обращенный к более положительным значениям, как показано на рисунке ниже.



4. Эффект изменения частоты:

Эффект увеличения частоты приведет к пропорциональному снижению плотности потока. Таким образом, в целом эффект увеличения частоты аналогичен эффекту, вызываемому уменьшением импеданса нагрузки вторичной обмотки. Трансформатор тока редко используется на частоте, которая сильно отличается от той или той, которую он спроектировал, и, следовательно, учет этого эффекта не очень важен.

Причины ошибок трансформаторов тока:

В идеальном трансформаторе фактический коэффициент трансформации был бы равен коэффициенту трансформации, а фазовый угол был бы равен нулю. Однако в результате физических ограничений, присущих электрическим и магнитным цепям трансформатора, есть отклонения от этого идеала и, следовательно, , есть ошибки. Причины:

(i) Для создания магнитного потока первичной обмотке требуется некоторое возбуждающее МДС, поэтому трансформатор потребляет ток намагничивания Im.

(ii) Вход трансформатора должен иметь компонент, который обеспечивает потери в сердечнике (потери на вихревые токи и гистерезисные потери) и потери I²R в обмотках трансформатора из-за протекания тока I0. Следовательно, компонент потерь Ie требуется для покрытия потерь, связанных с магнитным потоком. а также связанные с этим потери меди в обмотке из-за потока I0.

(iii) Плотность магнитного потока в сердечнике не является линейной функцией намагничивающей силы, т. е. сердечник трансформатора становится насыщенным.

(iv) Всегда существует магнитная утечка, и, следовательно, первичные потокосцепления не равны вторичным потокосцеплениям.

Методы уменьшения ошибок в трансформаторах тока:

Разница между фактическим коэффициентом трансформации и отношением витков в значительной степени зависит от составляющей потерь Ie, а фазовый угол трансформатора в значительной степени зависит от тока намагничивания. Очевидно, что если соотношение должно быть близко к соотношению витков, а фазовый угол должен быть небольшим , Т.е. и Im должны быть малы по сравнению с Ip.Есть некоторые конструктивные особенности, которые помогают нам уменьшить ошибки в трансформаторах тока , и они обсуждаются ниже:

Конструктивные особенности трансформаторов тока:
1) Ядро:

Чтобы свести к минимуму ошибки, ток намагничивания I „и составляющая потерь I должны поддерживаться на низком уровне. Это означает, что сердечник должен иметь низкое сопротивление и низкие потери в сердечнике. Уменьшение магнитного сопротивления на пути потока может быть достигнуто за счет использования материалов с высокой проницаемостью, короткими магнитными путями, большим поперечным сечением сердечника и низким значением плотность потока.Фактически, трансформаторы тока рассчитаны на гораздо более низкие плотности потока, чем те, которые используются для силовых трансформаторов.

Это особенно важно для трансформаторов тока, используемых для защитных реле, от которых часто требуется иметь достаточную точность при токах, во много раз превышающих номинальный ток (в 20-30 раз превышающее номинальное значение), чтобы срабатывание реле могло быть правильным в случае короткое замыкание или неисправность в системе, особенно при использовании схем дифференциальных реле.

Количество стыков в сборке сердечников должно быть минимальным, насколько это возможно, потому что стыки создают воздушные зазоры, которые обеспечивают пути с высоким сопротивлением для потока. МДС, потребляемую стыками, можно уменьшить, правильно прихватив стыки и плотно связав сердечник. Потери в сердечнике уменьшаются за счет выбора материалов с низким гистерезисом и низкими потерями на вихревые токи, а также за счет работы сердечника при низких плотностях потока.

Современные магнитные материалы, используемые в трансформаторах тока, делятся на три категории:

(i) горячекатаная кремнистая сталь;

(ii) холоднокатаная кремнистая сталь с ориентированным зерном; и

(iii) Никелево-железные сплавы.

В практике трансформаторов тока горячекатаные кремнистые стали (4% кремния) используются в различных формах. Для кольцевого типа обычно используются «кольцевые» штамповки трансформаторов тока. Для намотанного типа используются штамповки Tu, L или E и I. . В трансформаторах высших классов сердечник состоит из штамповок кольцевой формы, уложенных друг на друга цилиндрической формы M, как показано на рисунке ниже.

В альтернативном методе используются сердечники, которые сделаны из ленты, намотанной по спирали, как часовая пружина.Они называются тороидальными сердечниками. Последний метод более предпочтителен при использовании магнитных материалов с ориентированной зернистой структурой, поскольку он гарантирует, что путь потока всегда проходит вдоль зерен и, следовательно, имеется минимальное сопротивление. Еще одним преимуществом спирального типа сердечников является что суставы полностью устранены.

Сердечники из никелево-железного сплава с высокой проницаемостью используются для высокоточных трансформаторов тока. Сердечники из муметалла (76% Ni) очень распространены, поскольку они обладают свойством высокой проницаемости, низких потерь и небольшой удерживающей способности, что является преимуществом при работе трансформаторов тока.

Но его максимальная относительная проницаемость (90 000) достигается при плотности потока всего 0,35 Вт / м² по сравнению с максимальной относительной проницаемостью кремнистой стали (4500), возникающей при плотности потока около 0,5 Вт / м². Таким образом, Mumetal насыщается при низком уровне плотность магнитного потока и поэтому не используется для защитных трансформаторов тока, подобных тем, которые используются для реле перегрузки и т. д.

Кроме того, Mumetal (а также другие никелево-железные сплавы) более дорогие. Пермендюр (49% Co и 49% Fe) имеет преимущество очень высокой плотности насыщения от 2 до 4 Вт / м² по сравнению с 0.От 7 до 0,8 Вт / м² для других сплавов с высокой проницаемостью. Hipernik (50% Fe и 50% Ni) имеет высокую проницаемость при низкой плотности потока и достаточно высокую плотность насыщения, поэтому его часто используют для трансформаторов тока.

2) Номинальный ток первичной обмотки:

Какое бы оборудование ни питал трансформатор тока , желательно, чтобы отношение тока возбуждения к первичному току было небольшим. Это означает, что отношение тока возбуждения mmf к mmf первичной обмотки должно быть низким.Трудно достичь этого условия, если последняя величина (ток первичной обмотки или mmf) мала, и улучшение характеристик всегда достигается за счет увеличения mmf первичной обмотки. Удовлетворительные результаты обычно могут быть достигнуты, если общая первичная обмотка mmf при номинальном токе составляет 5 Вт A.

Таким образом, трансформаторы с номинальным током 500 А или более имеют однооборотную первичную обмотку. Трансформаторы на номинальные токи ниже 500 А по возможности снабжены многооборотными обмотками, если это позволяет уменьшить размер сердечника.С появлением улучшенных магнитных материалов и разработкой методов смещения сердечника для улучшения проницаемости, одновитковая первичная обмотка может использоваться даже при токе первичной обмотки 100 А.

3) Реактивное сопротивление утечки:

Реактивное сопротивление утечки имеет тенденцию к увеличению погрешности соотношения. Следовательно, две обмотки, первичная и вторичная, должны быть близко друг к другу, чтобы уменьшить реактивное сопротивление утечки вторичной обмотки. Использование кольцевых сердечников, вокруг которых равномерно распределены тороидальные обмотки, также приводит к низким значениям реактивного сопротивления рассеяния 11.

4) Компенсация оборотов:

Имеем, фактический, коэффициент трансформации:

R = n + Ie / Is

Таким образом, если мы сделаем «номинальное передаточное число» равным передаточному отношению, фактическое передаточное число станет больше номинального передаточного числа. Теперь, если мы уменьшим передаточное число и сохраним номинальное передаточное число равным более раннему значению, фактическое передаточное число будет уменьшено.Это сделало бы фактический коэффициент трансформации почти равным номинальному. Поясним это на примере.

Рассмотрим трансформатор тока 1000/5 А с составляющей потерь, равной 0,6 процента от тока первичной обмотки.

Его номинальное отношение Kn = 1000/5 = 200

Составляющая потерь, I = (0,6 / 100) x 1000 = 6 А.

Пусть количество витков первичной обмотки Np = 1.

Если передаточное число равно номинальному, мы имеем n = 200.

Витков вторичной обмотки,

NS = nNp = 200×1 = 200

Фактический коэффициент,

R = n + Ie / IS = 200 + 6/5 = 201,2.

Теперь предположим, что мы не используем 200 витков для вторичной обмотки, а вместо этого используем 199 витков.

Фактический коэффициент трансформации с компенсацией витков

R = n + / = 199 + 6/5 = 200/2.

Таким образом, мы обнаруживаем, что за счет небольшого уменьшения количества витков вторичной обмотки фактическая степень трансформации становится почти равной номинальной.

Обычно наилучшее количество витков вторичной обмотки на один или два меньше числа, при котором фактический коэффициент трансформации равен номинальному коэффициенту трансформатора. На погрешность фазового угла очень мало влияет изменение на один или два витка вторичной обмотки. Коррекция за счет уменьшения количества витков вторичной обмотки точна только для определенного значения тока и нагрузочного сопротивления. Трансформатор тока в этом случае можно назвать «компенсированным».

Ошибки также можно уменьшить на:

5) Использование шунтов:

Если ток вторичной обмотки слишком велик, его можно уменьшить с помощью шунта, размещенного поперек первичной или вторичной обмотки. Этот метод делает точную корректировку только для определенного значения и типа нагрузки. Это также уменьшает ошибку угла сдвига фаз.

6) Метод компенсации Вильсона:

Уменьшение одного или двух витков вторичной обмотки, несомненно, уменьшает погрешность соотношения, но не влияет на погрешность фазового угла.Кроме того, этот метод слишком грубый для регулировки передаточного числа, и поэтому мы должны использовать метод, который осуществляет более тонкий контроль, скажем, который эквивалентен уменьшению до доли оборота. Компенсированный тип расчета был предложен С. Уилсоном из General Electric Company. Этот метод дает более точные настройки.

В нем используется несколько витков провода, называемых вспомогательными вторичными витками, пропущенных через отверстие в сердечнике и последовательно соединенных со вторичной обмоткой. Короткозамкнутый виток размещается вокруг одной позиции сердечника для улучшения фазовых соотношений.

Вспомогательные витки соединены для намагничивания в том же направлении вокруг сердечника, что и основная вторичная обмотка, и, таким образом, их действие противодействует потоку, создаваемому первичной обмоткой. Вспомогательные витки стремятся создать циркулирующий поток вокруг отверстия, как показано пунктирная линия на рисунке выше (b). Два потока являются аддитивными в секции A сердечника и вычитающими в секции B. При низких плотностях потока добавление в потоке равно вычитанию в потоке.

Однако по мере увеличения плотности потока (с большими токами и Is) секция A имеет тенденцию к насыщению, так что поток в секции A больше не является линейно пропорциональным току, а увеличение потока в этой части меньше, чем линейно пропорционально току. .

Это действие эквивалентно преобразованию части потока сердечника в участок B сердечника, где он соединяется с вспомогательными витками, и дает эффект увеличения витков вторичной обмотки. Увеличение числа витков вторичной обмотки означает уменьшение I по сравнению с некомпенсированный трансформатор, вызывающий увеличение коэффициента R.

Это действие необходимо для того, чтобы сгладить кривые, связывающие соотношение и фазовый угол с вторичным током, так, чтобы погрешности были практически постоянными (и, конечно, известны в широком диапазоне тока вторичной обмотки).Это самое большое преимущество этого метода. Изгибы можно опускать или поднимать, регулируя количество дополнительных поворотов.

Закороченные витки вокруг части сердечника заставляют поток в этой части отставать по фазе от основного потока. Действие этого витка похоже на действие затененной полосы. Небольшой эффект запаздывания, возникающий на токе вторичной обмотки IS, приближает его к первичному току Ip, и, таким образом, ошибки фазового угла уменьшаются.

7) Двухэтапный дизайн:

В этой конструкции используется второй трансформатор тока для исправления ошибки во вторичном токе первого трансформатора.Этот метод, как правило, применим к счетчику энергии, поскольку в счетчике необходима вторая катушка для передачи тока коррекции ошибок, если не используется вспомогательный трансформатор.

Заключение:

Мы изучили ошибок и характеристики в методах трансформаторов тока и для уменьшения ошибок в трансформаторах тока . Вы можете скачать эту статью в формате pdf, ppt.

Комментарий ниже для любых запросов.

Разница между трансформатором тока (CT) и трансформатором потенциала (PT)

Электрические инструменты не подключаются напрямую к счетчикам или контрольным приборам высокого напряжения в целях безопасности. Измерительные трансформаторы, такие как трансформатор напряжения и трансформатор тока, используются для подключения электрических приборов к измерительным приборам. Эти трансформаторы снижают напряжение и ток от высокого значения до низкого значения, которое можно измерить обычными приборами.

Конструкция трансформатора тока и напряжения аналогична, поскольку оба имеют магнитную цепь в первичной и вторичной обмотках. Но они разные по способу работы. Существует несколько типов различий между трансформатором напряжения и трансформатором тока.

Одно из основных различий между ними состоит в том, что трансформатор тока преобразует высокое значение тока в низкое значение, тогда как трансформатор напряжения или напряжения преобразует высокое значение напряжения в низкое напряжение.Некоторые другие различия между трансформатором тока и трансформатором напряжения поясняются ниже в сравнительной таблице.

Содержание: Трансформатор тока против потенциала

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Запомните

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Трансформатор тока Трансформатор потенциала
Определение Преобразует ток из высокого значения в низкое. Преобразует напряжение с высокого значения в низкое.
Обозначение цепи
Сердечник Обычно состоит из слоистой кремнистой стали. Изготовлен из высококачественной стали, работающей при низкой плотности потока
Первичная обмотка Переносит измеряемый ток Переносит измеряемое напряжение.
Вторичная обмотка Подключается к токовой обмотке прибора. Он подключен к счетчику или прибору.
Соединение Соединяется последовательно с прибором Соединяется параллельно с прибором.
Первичный контур Имеет малое количество витков Имеет большое количество витков
Вторичный контур Имеет большое количество витков и не может быть разомкнут. Имеет малое количество витков и может быть обрывом.
Диапазон 5A или 1A 110v
Коэффициент трансформации Высокий Низкий
Нагрузка Не зависит от вторичной нагрузки Зависит от вторичной нагрузки
Вход Постоянный ток Постоянное напряжение
Полный линейный ток Первичная обмотка состоит из полного линейного тока. Первичная обмотка состоит из полного линейного напряжения.
Типы Два типа (намотанный и закрытый сердечник) Два типа (электромагнитное и конденсаторное напряжение)
Импеданс Низкое Высокое
Приложения Измерение тока и мощности, мониторинг работы электросети, для срабатывания защитного реле, Измерение, источник питания, срабатывание защитного реле,

Определение трансформатора тока

Трансформатор тока — это устройство, которое используется для преобразования тока с более высоким значением в более низкое значение по отношению к потенциалу земли.Он используется с приборами переменного тока для измерения высокого значения тока.

Линейный ток слишком велик, и его очень сложно измерить напрямую. Таким образом, используется трансформатор тока, который уменьшает высокое значение тока до дробного значения, которое легко измерить прибором.

Первичная обмотка трансформатора тока подключается непосредственно к линии, значение которой необходимо измерить. Вторичная обмотка трансформатора тока подключается к амперметру или измерителю, который измеряет линейное значение в долях.

Определение трансформатора потенциала

Трансформатор напряжения — это тип измерительного трансформатора, который используется для преобразования напряжения от более высокого значения к более низкому значению.

Первичная клемма трансформатора напряжения подключена к линии измерения линейного напряжения. Трансформатор напряжения снизил высокое значение напряжения до небольшого значения, которое можно легко измерить с помощью вольтметра или измерителя.

Основные различия между трансформаторами тока и потенциала

  1. Трансформатор тока преобразует высокое значение тока в низкое значение, чтобы его можно было удобно измерить прибором, тогда как трансформатор напряжения преобразует высокое значение напряжения в низкое значение.
  2. Первичная обмотка трансформатора тока подключена последовательно с линией передачи, ток которой должен измеряться, а трансформатор напряжения подключен параллельно с линией.
  3. Сердечник трансформатора тока состоит из пластин из нержавеющей стали. Сердечник трансформатора напряжения состоит из высокопроизводительного сердечника, работающего при низких плотностях магнитного потока.
  4. Первичная обмотка трансформатора тока несет измеряемый ток, а первичная обмотка трансформатора напряжения несет напряжение.
  5. Первичная обмотка трансформаторов тока имеет небольшое количество витков, тогда как в трансформаторе напряжения первичная обмотка имеет большое количество витков.
  6. Вторичная обмотка трансформатора тока имеет большое количество витков, и ее нельзя замкнуть, когда она находится в рабочем состоянии. Вторичная обмотка трансформатора напряжения имеет небольшое количество витков, и во время обслуживания она может быть разомкнута.
  7. Нормальный диапазон трансформатора тока для измерения тока составляет 5 А или 1 А, тогда как стандартное напряжение на вторичной обмотке трансформатора напряжения составляет до 110 В.
  8. Коэффициент трансформации трансформатора тока всегда остается высоким, тогда как для трансформатора напряжения он остается низким.
    • Примечание : Коэффициент трансформации трансформатора тока и напряжения определяется как отношение номинального первичного напряжения к номинальному вторичному напряжению.
  9. Вход трансформатора тока — постоянный ток, а вход трансформатора напряжения — постоянное напряжение.
  10. Первичная обмотка трансформатора тока не зависит от нагрузки вторичной обмотки трансформатора; это зависит от тока, протекающего в первичных обмотках, тогда как первичная обмотка трансформатора напряжения зависит от нагрузки вторичной обмотки.
    • Примечание : Нагрузка — это вторичная нагрузка трансформатора.
  11. Первичная обмотка трансформатора тока напрямую подключена к полному линейному току, ток которого должен быть измерен, тогда как в трансформаторе напряжения полное линейное напряжение напрямую подключается к первичной клемме.
  12. Полное сопротивление первичной обмотки трансформатора очень низкое по сравнению с вторичной обмоткой, тогда как в трансформаторе напряжения полное сопротивление первичной обмотки велико.
    • Примечание : Импеданс — это противодействие току, подаваемому цепью, когда на них подается напряжение.
  13. Трансформатор тока в основном используется для измерения такой величины тока, что измеритель или прибор не может удобно измерить, тогда как трансформатор напряжения используется для измерения высокого напряжения тока.


Запомните: Трансформатор тока в основном используется для схемы релейной защиты, поскольку он снижает большую величину первичного тока до значения, подходящего для работы реле.Трансформатор тока также обеспечивает изоляцию от высокого напряжения силовой цепи и, следовательно, защищает оборудование и персонал от высокого напряжения.

Понимание соотношения, полярности и класса

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

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

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

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

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

ТТ с разомкнутой цепью

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

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

Типы трансформаторов тока

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

Оконные и линейные трансформаторы тока

являются наиболее распространенными трансформаторами тока, встречающимися в полевых условиях.Фото: ABB

1. Окно CT

Оконные трансформаторы тока

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

При установке оконных трансформаторов тока со сплошной сердцевиной необходимо отключить первичный провод. Трансформаторные трансформаторы тока с оконным разделением сердечника могут быть установлены без предварительного отключения первичного проводника и обычно используются в приложениях для мониторинга и измерения мощности.

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

Оконный трансформатор тока нулевой последовательности

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

2. Стержневой CT

Трансформаторы тока типа

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

Трансформатор тока стержневого типа

3.Втулка CT

Трансформаторы тока проходного изоляционного типа

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

SF6 вводные трансформаторы тока 110 кВ. Фото: Викимедиа

4. Рана CT

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

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

Класс напряжения ТТ

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

Коэффициент ТТ

Коэффициент трансформатора тока — это отношение первичного входного тока к выходному вторичному току при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 300: 5 рассчитан на 300 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить 5 ампер вторичного тока , когда 300 ампер протекают через первичную обмотку.

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

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

В прошлом для измерения тока обычно использовались два основных значения вторичного тока. В Соединенных Штатах инженеры обычно используют выход на 5 ампер . В других странах принят выход на 1 ампер .

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

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

CT Полярность

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

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

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

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

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

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

Условные обозначения на электрическом чертеже полярности CT

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

Как проверить полярность трансформатора тока

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

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

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

Связано: Объяснение 6 электрических испытаний трансформаторов тока

CT Класс точности

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

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

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

Преобразователи точности измерения
Точность измерения

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

ТТ реле точности
Точность реле

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

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

  1. номинальное соотношение рейтинг точность
  2. класс рейтинг
  3. максимальная нагрузка

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

1. Номинальное соотношение Рейтинг точности

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

2. Рейтинг класса

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

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

3. Максимальное бремя

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

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

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

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

Комментарии

Всего комментариев 3

Оставить комментарий Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Трансформаторы тока (ТТ) — Типы, характеристики и применение-EET-2021

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

Что такое трансформатор тока (ТТ)?
Трансформаторы тока (ТТ) используются в установках высокого (HV) и среднего напряжения (MV) [1] для визуализации электрических реле для защитных реле и устройств, а также измерительного оборудования и предназначены для подачи тока во вторичных пропорциях.По его текущему течению к его первичному.

ТТ подключается последовательно, а устройства безопасности и измерительное оборудование, показанные на рисунке 1, подключаются к вторичной обмотке ТТ в последовательной ассоциации.

Установка и эксплуатация трансформатора тока
ТТ высокого напряжения обычно устанавливаются снаружи, на подстанциях AIS (подстанции с воздушной изоляцией) — Рисунок 2 — или в помещении, на подстанциях GIS (подстанции с газовой изоляцией) — Рисунок 3. ТТ среднего напряжения обычно устанавливаются внутри , в переключателях среднего напряжения — Рис. 4 Общая чат-комната для чата

Рисунок 2 — Трансформатор тока на подстанции АИС

Рисунок 3 — Трансформатор тока в КРУЭ подстанции

Рисунок 4 — Трансформатор тока в распределительном устройстве среднего напряжения

Вторичная цепь ТТ должна быть заземлена и заземлена только на одной ступени.Если оставить полость ТТ без нагрузки, существует опасность взрыва.

Необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности при подключении первичного трансформатора тока (точки подключения, обычно называемые P1 и P2) и вторичного к электрическому току и вторичному (точки подключения, обычно называемые S1 и S2). Устройства для общего чата, как показано на Рисунке 5.

Направления первичного и вторичного потока вдоль этого соединения:

  • P1 è P2
  • S1 è S2 (внешний)

При тестировании ТТ с помощью микронных тестовых устройств вы можете проверить, правильно ли подключен ТТ

:

  • Тестовые устройства будут отображать угол 0, если соединение правильное.
  • Если подключение неправильное, тестовые устройства будут отображать угол 180 °.

Конструкция и типы трансформаторов тока

Выпускаются ТТ двух типов:

  • «Онлайн» (прямой) CT (Рисунок 6) — предотвращение первичного и первичного типа ран.
  • ТТ «кольцевого типа» (Dutton) (Рисунок 7)

ТТ «кольцевого типа» изготовлен из железа, образующего сердечник трансформатора, и подвергается вторичной обмотке с изгибом.Десерт связывается с основным носителем, делая основной поворот.

Рисунок 6 — Подключенный ТТ

Рисунок 7 — Кольцевой тип CT

Свистки кольцевого типа обычно используются в вводах кабелей, шин и трансформаторов.

Обычно трансформатор высокого напряжения использует масло или газ (SF6) в качестве изоляционной среды, а трансформатор среднего напряжения использует синтетическую смолу.

ТТ может иметь одну или несколько жил; Этими основными приложениями являются:

  • Core 1 — Учетчик; учет электроэнергии; Запись
  • Ядро 2Е3 — Оборона.

Если установка имеет два набора защиты, рекомендуется использовать более одной жилы для защиты.

Характеристики и технические характеристики трансформаторов тока

Основные электрические характеристики ТТ:

  • Номинальное напряжение (максимальное напряжение, которое выдерживает трансформатор тока)
  • Номинальный первичный ток
    • Коэффициент
  • Класс точности
  • Мощность нагрузки
  • Номинальный коэффициент (RF)
  • Изгиб магнита

Согласно стандарту IEC [2] 61869-2, номинальные параметры первичного потока ТТ равны 5.201: 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75A и их десятичные кратные или дробные части.

Соотношение ТТ — это соотношение между значениями первичного и вторичного токов; Общие вторичные значения — 1А и 5А.

Некоторые трансформаторы тока имеют специальные первичные обмотки, которые позволяют удвоить передаточные отношения, в то время как установка должна увеличиться (например: 200-400 / 1A) — см. Рисунок 8.

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

Класс точности ТТ — это допустимая погрешность в процентах, и он связан с нагрузочной мощностью, полной мощностью и ВА.Выражаясь в, он берется из вторичного сердечника (вторичная нагрузка), и для которого гарантируется точность.

Указанная выше МЭК. По стандарту CT

  • Счетчик энергии: 2 или 0,5 / 2,5
  • Измерение: 5/10 ВА.
  • Защита: PX, 5P10, 10P10, 5P20 или 10P20 / 15V или 30V; Первые цифры («» «и». «) Связаны с максимальным допуском ошибок, а вторые цифры («. «И». «) Связаны с коэффициентом предела точности (ALF), который представляет емкость ядер для короткое воспроизведение.-Безопасные токи без насыщения []]. «П» означает защиту.

Класс PX является наиболее точным и используется в основном в качестве защиты. Этот класс точности был сохранен IIC в поправке 1966 года. Отменен BS 3938: 1973 для включения класса точности «X» 1 в экс-стандарт 60044.

Этот трансформатор предназначен как реагент с низкой утечкой, для которого критические характеристики возбуждения трансформатора, сопротивление вторичной обмотки, сопротивление вторичной нагрузки и коэффициент трансформации достаточны для оценки его характеристик по отношению к используемой системе защитных реле.

Технические характеристики PX Precision CT:

  • Номинальный первичный ток
    • Коэффициент
  • (максимальная погрешность: 25%)
  • Напряжение в точке излома
  • Ток магнита (при заданном напряжении)
  • Сопротивление вторичной обмотки (75 ° C)

Общие заряды и мощность нагрузки, а также пределы ошибок приведены в таблице 1 в соответствии со стандартом ICC 61869.

Таблица 1 — Общая точность и нагрузка ТТ и пределы погрешности

RF, который характерен для измерительных сердечников измерительных и измерительных радаров, представляет собой величину, на которую можно увеличить ток первичной нагрузки до номинальных значений, указанных на паспортной табличке, без увеличения допустимой температуры, то есть перегрузочной способности перегрузчика.Нормальное значение RF — 1,5.

Напротив, минимальный первичный ток, который может измерять трансформатор тока, составляет «легкую нагрузку» или 10% от номинального тока.

Номинальный коэффициент ТТ в основном зависит от температуры окружающей среды. Большинство CT имеют рейтинговые коэффициенты для 35 ° C и 55 ° C. Rf Значение по умолчанию — 1,5.
Также важно учитывать в ТТ кривую магнита, показанную на Рисунке 9.

Рисунок 9 — Магнитная кривая CT

Для удовлетворительной работы этого ТТ при максимальных токах замыкания он должен работать на линейной части кривой магнита, то есть ниже точки, в которой происходит насыщение, известной как точка перегиба.

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

Напряжение в точке перегиба в меньшей степени применимо к измерению трансформаторов тока, поскольку их точность, как правило, очень жесткая, но ограничивается очень небольшой полосой пропускания номинального тока трансформатора тока, обычно в 1,2–1,5 раза превышающего номинальный ток. Однако концепция напряжения в точке перегиба очень важна для защиты трансформаторов тока, поскольку они подвергаются воздействию токов, в 20 или 30 раз превышающих ток во время дефекта, и очень важны для различных защит, которые будут обсуждаться позже.Общий чат Зал чата

Проблема с магнитной кривой, на которой работает ТТ, зависит от сопротивления вторичной цепи ТТ.

Полезная информация:

[1] Номинальное напряжение сети ВН — Ун 60 кВ; МВ — 1 кВ

Система противопожарной защиты трансформаторов — причины, типы и требования-EET-2021

Преимущества и недостатки трехфазного трансформатора перед однофазным трансформатором-EET-2021

Резистор и типы резисторов Статический, переменный, линейный и нелинейный-EET-2021

New Hindi Shayari 2021, Love Shayari, Sad Shayari, Funny Shayari, Shayari на хинди, Статус хинди для WhatsApp, СМС с пожеланиями, Статус в Facebook, Подробнее

vingepost Media Inc.(vingepostnowstarted.com) — это независимая новостная организация, которая снабжает своих читателей новостями из мира развлечений в Интернете… подробнее нажмите услышать-vingepost

Научитесь вести блог. Пошаговое руководство, чтобы узнать, как создать блог, выбрать лучшую платформу для ведения блога и избежать распространенных ошибок ведения блога… подробнее читать нажмите услышать-blogging.nowstarted

Умная работа из дома

Защита трансформатора тока — Условия разомкнутой цепи

W ЧТО ТАКОЕ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА?

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

Опасности при эксплуатации

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

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

Устройства защиты трансформатора тока

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

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

Шкафы CTPU

Линейка предварительно собранных корпусов CTPU компании Metrosil обеспечивает улучшенную защиту от разрушающего воздействия разомкнутых цепей вторичной стороны.

Читайте также

Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Режимы работы нейтрали в электроустановках и электрических сетях

Что такое дребезг контактов: Дребезг контактов, и как с ним бороться

Релейная защита трансформатора: Релейная защита силовых трансформаторов

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *