Меню

Допустимая погрешность измерительных трансформаторов тока

Угловая и токовая погрешности ТТ

В статье про векторную диаграмму трансформаторов тока мы подошли к рассмотрению погрешностей тт. Для определения этих погрешностей возьмем часть той большой векторной диаграммы и увеличим отдельный кусок, как на рисунке ниже. Его еще называют треугольником погрешностей тт.

Погрешности трансформаторов тока

У трансформаторов тока существует три погрешности – токовая, угловая и полная. Рассмотрим каждую из них в отдельности.

Токовая погрешность трансформаторов тока

На векторной диаграмме она обозначена f или ΔI. Эта погрешность показывает отношение между разностью вторичного и приведенного к вторичному первичного тока к приведенному к вторичному первичному току. Или, более понятно по формуле:

Токовая погрешность выражается в процентах. Она считается отрицательной или, наоборот, в зависимости от знака выражения.

Угловая погрешность трансформаторов тока

Обратимся к векторной диаграмме. Угловая погрешность это угол между током I2 и I’1. Она измеряется в градусах и обозначается буквой δ. Для идеального трансформатора тока эта погрешность равна нулю. Эта погрешность показывает разность действительного и номинального вторичного тока.

Известно соотношение, что если токовая погрешность f

кратко о группах соединения обмоток трансформатора

Схемы групп соединения обмоток трансформатора

что такое нейтраль в электрике

Изолированная, эффективно заземленная и глухозаземленная нейтраль

схема соединения обмоток зигзаг, звезда, треугольник

Силовой трансформатор звезда треугольник

  • Электрические машины 14
  • Электрические аппараты 11
  • Релейная защита 9
  • Измерительные приборы 15
  • Передача электроэнергии 7
  • Электробезопасность 11

2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика политика конфиденциальности связаться с автором сайта карта сайта

Источник

Понятие и виды погрешностей у трансформаторов тока, от чего зависит и как уменьшить

Вычисление погрешности используемых трансформаторов тока – необходимая мера в производстве. Без нее точно рассчитать коэффициент полезного действия и эффективность конструктивных узлов и прибора в целом невозможно. Ошибки бывают различного типа: токовые, угловые и полные. При этом в зависимости от вида меняется и способ вычисления показателя. Главная задача инженера — сделать так, что процент был уменьшен, но не потерять вместе с тем от производительности оборудования.

Что такое погрешность трансформатора

Представляет собой величину, равную отношению заявленной эффективности по плану от той, что проявляется в действительности. Данные не должны превышать номиналы, предусмотренные для их класса точности. При этом бывают нескольких типов измерительных трансформаторов и для каждого из них придуманы свои вычисления.

Проверка данных проводится при помощи приборов. Это необходимо для расчета производительности прибора и составления конструктивных мер для предотвращения этого.

Трансформатор

От чего зависит погрешность трансформатора тока

В любом случае величина трансформации, то есть изменения состояния тока, будет отличаться от заявленного в инструкции номинального значения. На сколько точным будет приравниваться зависит от класса точности.

Характеристика зависит от ряда особенностей. В их число входят и используемые материалы изготовления, и принцип работы устройства. Основные причины:

  • сечение магнитопровода;
  • изменение магнитной проницаемости провода;
  • размеры вторичной нагрузки;
  • сопротивление контактов и оборудования;
  • кратность первичной подачи импульса к номинальному значению.

Обратите внимание на то, что причины, по которым появляется явление, зависят от вида устройства и принципа его функционирования.

Например, для силового трансформатора с масляными наполнением будут характерными изменения, а для тс напряжения совершенно другие.

Различается класс точности оборудования, которое используется на производстве. Известны с классом 0,2; 0,5, 1; 3 или 10. Рассчитывается номинальное значение указанной величины довольно просто: это процент от среднего показателя при подсоединении нагрузки на первичку в 100-120 процентах для 1-3 класса и 50-100 процентов для последующих.

Читайте также:  Проводит ли ток термопрокладки

Трансформатор тока

Зависимость токовой погрешности от абсолютной магнитной проницаемости

Магнитная проницаемость — величина, которая характеризуется магнитной индукцией и напряженностью поля. Проницаемость определяется конкретной средой.

Понятно, что в зависимости от состояния, состава и температуры этой среды будет меняться показатель. Посмотреть зависимость можно в специальных схемах для различных видов материалов.

Что представляет собой треугольник погрешностей ТТ

Треугольник представляет собой особый вид соединения, основанный на нагрузке на несколько фаз. Вторичные обмотки подключаются в полный или неполный треугольник.

Тип подсоединения зависит от необходимых показателей распределения тока в аварийных условиях и вторичных цепях оборудования. Первичные импульсы ТТ определяются изначально, уже после вычисляют при замыкания вторичных. Сумма определяется как сумма величин в проводах и обмотках каждого типа. В зависимости от векторных фаз происходит рассмотрение — слагаются или вычитаются компоненты.

Современный трансформатор тока

Виды и правила вычисления погрешности устройств

Современные правила требуют использования устройств с максимальной константой не больше 10 процентов. Иногда бывают исключения — возможно изменение на несколько пунктов свыше, если не происходит смещения релейной защиты.

Токовая

Это вид, определяющийся в коэффициенте трансформации. Представляет собой арифметическую разность между первичным токовым импульсом, который разделен на установленный коэффициент, минус полученный опытным путем вторичный.

Угловая

Угловая является углом, который образует вторичный ток при сдвиге. Положительное значение приобретает только в случае, если первичный опережает вторичный.

Трансформатор тока Т-6

Полная

Полная трансформация является суммой вышеизложенных двух показателей. По опытным исследованиям понятно, что основной причиной погрешности является возникновение намагничивания. Если меньше, то и меньше будет величина.

Как построить график погрешности

Графики строятся в зависимости от типа устройства. С схемах указывается не только компоненты, в том числе и инженерные, электрические связи, но и зажимы. Стрелками отмечаются направления работы вторички и первички.

График погрешности трансформатора

Чем достигается уменьшение погрешности трансформаторов тока

Уменьшение величины возможно в первую очередь с уменьшением показателя намагничивания. Для этой цели трансформатор должен обладать минимальным параметром тока и работать в прямолинейной части намагничивания. Эти критерии достигаются только в случае верного выбора нагрузки, уменьшения кратности первичного тока.

Источник

Класс точности — важнейшая характеристика трансформатора тока

Дата3 августа 2013 Авторk-igor

Класс точности трансформатора тока является одной из важнейших характеристик ТТ, которая указывает, что его погрешность измерений не превышает значений, установленных в нормативных документах. Погрешность в свою очередь зависит от многих факторов.

В настоящее время возможно изготовление трансформаторов тока на 6-10кВ с количеством обмоток до четырех, при этом каждая обмотка может быть выполнена со своим классом точности. Например, 0,5/10Р, 0,5S /10Р, 0,2S /0,5/10Р, 0,2S /0,5/5Р/10Р.

Класс точности для каждой обмотки выбирается исходя из ее назначения. Для каждого класса точности предусматривается своя программа испытаний.

Для коммерческого учета, как правило, применяют обмотки с классами точности 0,5S и 0,2S. Буква “S” обозначает, что трансформатор тока проверяется по пяти точкам от 1% до 120% (1-5-20-100-120) от номинального тока. Обмотки классов точности 1, 0,5, 0,2 проверяются лишь в четырех точках: 5-20-100-120% от номинального тока. Для релейной защиты используют обмотки с классами точности 10Р или 5Р и проверяют данные обмотки в трех точках: 50-100-120% от номинального тока трансформатора. Такие обмотки соответствуют классу точности «3».

Читайте также:  Частотный преобразователь момент ток

Более подробно требования к классам точности трансформаторов тока представлены в ГОСТ 7746—2001.

Ниже представлена таблица допустимых погрешностей для различных классов точности:

Допустимые погрешности для различных классов точности ТТ

Допустимые погрешности для различных классов точности ТТ

Требования к классам точности трансформаторов тока представляют собой некий диапазон, в который должны укладываться погрешности трансформатора. Чем выше класс точности, тем уже диапазон.

Разница между классами точности 0,5S и 0,5 (0,2S и 0,2) состоит в том, что погрешность обмотки класса 0,5 не нормируется ниже 5% номинального тока. Видимо поэтому в ПУЭ есть требование, чтобы минимальный ток во вторичной обмотке трансформатора составлял не менее 5%. На мой взгляд, данное требование уже давно устарело, т.к. погрешность трансформаторов тока класса точности 0,5S нормируется начиная с 1%.

Разница между классами точности 0,5S и 0,5

Разница между классами точности 0,5S и 0,5

Применение трансформаторов тока классов точности 0,5S и 0,2S позволяет сократить недоучет электроэнергии в несколько раз при малой загрузке силовых трансформаторов.

Источник



Трансформаторы тока в переходных режимах

Измерительные трансформаторы являются неотъемлемой частью любой энергоустановки. С помощью измерительных трансформаторов осуществляется учет электроэнергии, измерения параметров сети, они являются первичными источниками сигнала для релейных защит, устройств телемеханики и автоматики. Мы уже затрагивали тему выбора трансформаторов тока в целях учета электрической энергии, сегодня уделим внимание общим принципам их классификации и конструкции, а также нормативно-технической базе в части обеспечения функционала релейных защит.

В первую очередь нужно отметить, что важным аспектом работы современных микропроцессорных релейных защит является их быстродействие, которое должно обеспечиваться не только собственными возможностями программно-технических комплексов устройств РЗА, но и возможностями первичных аналоговых преобразователей, таких как трансформаторы тока.

Токовые цепи релейных защит, как правило, питаются таким же образом, как приборы учета и устройства измерения — источником аналогового сигнала для них являются трансформаторы тока. Отличие состоит в условиях работы: измерительные приборы работают в классе точности при фактическом первичном токе, не превышающем номинального, тогда как устройства релейной защиты рассчитаны на работу в режимах короткого замыкания или перегрузки, когда фактический ток значительно превышает номинальный ток трансформатора. К тому же, такие режимы являются переходными — в составе первичного тока появляются свободные апериодические составляющие.

Как известно, работа трансформатора тока характеризуется уравнением намагничивающих сил: I1 • w1 + I2 • w2 = Iнам • w1

I1 ток в первичной обмотке;
w1количество витков первичной обмотки;
I2 ток во вторичной обмотке;
w2 количество витков вторичной обмотки;
Iнам ток намагничивания.

Из приведенного выражения видно, что первичный ток трансформируется во вторичную обмотку не полностью — часть его уходит на формирование тока намагничивания, создающего рабочий магнитный поток в сердечнике ТТ (поток, формирующий ЭДС во вторичной обмотке, под воздествием которой там и протекает ток). Это происходит как в установившихся, так и в переходных режимах. В переходном процессе каждая составляющая, протекая по первичной обмотке трансформатора тока, делится на две части: одна трансформируется во вторичную обмотку, а вторая идет на намагничивание сердечника. В связи с тем, что скорость изменения апериодической составляющей гораздо меньше скорости изменения переменной составляющей, а периодическая составляющая плохо трансформируется во вторичную цепь и большая ее часть идет на насыщение сердечника. Это, в свою очередь, ухудшает трансформацию периодической составляющей во вторичную цепь и также повышает долю этого тока в токе намагничивания. Возникает так называемое, «подмагничивающее действие». Учитывая, что в сердечниках ТТ во многих случаях имеет место остаточная магнитная индукция, которая сохраняется в течение длительного времени (дни, недели и даже месяцы), наихудший режим работы возникает в случае, если остаточный магнитный поток в сердечнике совпадает по направлению с магнитным потоком, создаваемым апериодической составляющей тока намагничивания.

Читайте также:  Электрофорез какая должна быть сила тока

В результате трансформатор начинает работать в режиме насыщения, т.е. когда ток намагничивания растет значительно быстрее рабочего магнитного потока.

Все вышеописанное вносит искажения в величину и фазу вторичного тока, создавая тем самым погрешность (именно величина тока намагничивания определяет точность работы ТТ). И, несмотря на то, что в релейных защитах точность траснформации имеет гораздо меньшее значение, чем в измерительной технике, погрешности могут быть настолько велики, что могут вызвать существенную задержку срабатывания устройств РЗА, а также их ложное действие или отказ. Это особенно актуально для дифференциальных защит, т.к. вместе с токами намагничивания ТТ возрастают и токи небаланса в схеме защиты. Также ситуацию может ухудшить применение промежуточных быстронасыщающихся трансформаторов тока.

Существует несколько способов борьбы с остаточной намагниченностью сердечника, как с одной из основных причин возникновения насыщения. Один из методов — применение трансформаторов тока с сердечниками без стали, обладающих линейными свойствами. Но использование таких трансформаторов тока может быть весьма ограниченным, в связи с небольшой мощностью вторичных обмоток. Второй метод (наиболее распостраненный) — изготовление сердечников из электротехнической стали, имеющих немагнитные зазоры. Этот метод по сравнению с использованием сердечников без стали позволяет конструировать сердечники меньшего сечения. Однако в России трансформаторы тока с такими сердечниками не выпускались и не выпускаются. Нужно отметить, что европейские производители успешно производят такие изделия в вполне приемлемых габаритах, размещая в корпусе трансформатора как обмотки с привычными нам классами точности, так и специализированные обмотки для работы РЗА в переходных процессах. Почему же сложилась такая ситуация? Наверное, отнюдь не потому, что российские конструкторы гораздо хуже европейских знают свое дело и не потому, что эксплуатирующие организации не желают располагать таким оборудованием.

Рассмотрим действующую нормативную базу, регламентирующую производство трансформаторов тока. Действующий сегодня ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия» включает в себя два класса точности релейных защит — 5Р и 10Р (пределы допускаемых погрешностей — см. Таблицу 1). Ни в одном из этих классов не нормируется работа ТТ в переходных режимах — указанные в ГОСТ погрешности имеют место при нормальных режимах и токе предельной кратности (также в установившемся режиме).

Таблица 1. Пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для защиты в установившемся режиме при номинальной вторичной нагрузке

Источник