Меню

Как снять вах трансформатора тока

Проверка трансформаторов тока с использованием комплекса РЕТОМ-21

Тема номера 13642

НПП «Динамика» более 20 лет специализируется на разработке и изготовлении высокотехнологичных испытательных устройств серии РЕТОМ.

В статье представлена методика проверки трансформаторов тока, составленная в соответствии с РД 153-34.0-35.301-2002, с использованием испытательного комплекса РЕТОМ-21, в состав которого входят прибор РЕТОМ-21, измерительно-трансформаторный блок РЕТ-ВАХ-2000, прибор для проверки электрической прочности изоляции РЕТОМ-6000, преобразователь измерительный РЕТ-ДТ, вольтамперфазометр РЕТОМЕТР-М2.

Построение ВАХ трансформаторов тока (пункт 3.7 РД 153-34.0-35.301-2002)

Построение вольт-амперной характеристики (ВАХ) является одним из важных этапов проверки трансформаторов тока (ТТ). ВАХ представляет собой зависимость напряжения одной из вторичных обмоток от намагничивающего тока со стороны этой же или другой обмотки при XX на первичной обмотке ТТ (рис. 1). Снятие ВАХ производится в пределах от нуля до нескольких кратностей тока начала насыщения магнитопровода ТТ, при этом напряжение на вторичной обмотке не должно превышать 1800 В. 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. 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 ТТ работает на линейном участке ВАХ (участок a-b, рис. 1), а когда – на участке, отклонение которого от линейного превышает 10 процентов (участок b-c, рис. 1) в момент наступления насыщения магнитопровода. На последнем участке ВАХ длительная работа ТТ не рекомендуется.

Снятие ВАХ позволяет определить максимальную нагрузку, которую можно подключить к вторичной обмотке ТТ, при этом он должен работать на линейном участке ВАХ.

При снятии ВАХ 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. При проведении других проверок, например при проверке коэффициента трансформации или измерении активного сопротивления вторичной обмотки, это не обнаруживается.

Следует выделить ряд требований к испытательному оборудованию, применяемому для построения ВАХ ТТ.

Во-первых, источник напряжения должен обладать большой мощностью.

При снятии ВАХ необходим источник напряжения, который бы не изменял свой сигнал при изменении сопротивления нагрузки, так как полное сопротивление вторичной обмотки ТТ меняется в ходе проверки и зависит от тока, протекающего по ней.

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, что позволяет получать минимально возможные искажения формы сигнала.

В 2010 году НПП «Динамика» начало серийный выпуск измерительно-трансформаторного блока РЕТ-ВАХ-2000, который значительно расширил возможности прибора РЕТОМ-21. С его помощью можно получать напряжения до 2000 В. Номинальная мощность блока – 2 кВА, что позволяет подавать синусоидальный сигнал на обмотки ТТ напряжением до 750 кВ. При этом собственное насыщение внутреннего трансформатора РЕТ-ВАХ-2000 происходит при напряжении 2100 В. Это значит, что на всем его рабочем диапазоне напряжений не происходит искажения выходного сигнала. Данная особенность исключает возникновение погрешностей при построении ВАХ.

Во-вторых, оборудование должно достоверно измерять сигналы любой формы.

При снятии ВАХ в области насыщения магнитопровода ТТ форма сигнала напряжения и тока искажается. Если в качестве измерителя использовать прибор, реагирующий на средневыпрямленное значение входных параметров, ВАХ оказывается завышенной из‑за влияния формы сигнала на точность показаний. Приборы, реагирующие на среднеквадратичные значения, лишены подобных недостатков.

В приборе РЕТОМ-21 имеется возможность измерения среднеквадратичного, средневыпрямленного и амплитудного значений токов и напряжений. Это позволяет строить ВАХ ТТ с учетом предпочтений потребителя и исключать дополнительные погрешности, появляющиеся из‑за искажения формы сигнала.

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 ТТ.

В-третьих, проверка ТТ не должна сказываться на последующей его работе.

Если при снятии ВАХ ТТ прекратить подачу тестового сигнала в точке синусоиды, отличной от нуля (рис. 2), то магнитопровод останется в намагниченном состоянии. Наличие остаточного намагничивания может привести к некорректной работе ТТ при последующей подаче тока.

Выдача сигналов в приборе РЕТОМ-21 построена таким образом, что источник напряжения прибора РЕТОМ-21 отключается при переходе через ноль синусоиды входного напряжения (рис. 3), что в свою очередь исключает возможность появления остаточного намагничивания.

Благодаря такому режиму работы источника имеется возможность построения ВАХ при импульсной подаче напряжения на обмотку ТТ. При этом пользователь самостоятельно выбирает время выдачи сигнала и время паузы между импульсами.

Определение однополярных выводов первичной и вторичной обмоток (пункт 3.6 РД 153-34.0-35.301-2002)

Для определения полярности обмоток ТТ с помощью прибора РЕТОМ-21 на первичную обмотку подается ток с источника I5, вторичная обмотка подключается к встроенному в прибор внешнему амперметру (рис. 4). С помощью фазометра определяется угол между токами первичной и вторичной обмоток. Если угол между этими двумя 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.

Измерение активного сопротивления вторичной обмотки (пункт 3.8 РД 153‑34.0‑35.301‑2002)

Для определения активного сопротивления постоянному току вторичной обмотки ТТ используется выход U4, позволяющий выдавать постоянный ток до 8 А (рис. 5). Для удобного получения результатов измерения сопротивлений в приборе РЕТОМ-21 предусмотрена функция подсчета сопротивлений разных типов: полного, активного, реактивного.

Испытание электрической прочности и сопротивления изоляции (пункт 3.5 РД 153‑34.0‑35.301‑2002)

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 ТТ. РЕТОМ-6000 позволяет производить проверку электрической прочности изоляции вторичной обмотки любых ТТ.

Таким образом, для решения задачи диагностики трансформаторов тока НПП «Динамика» предлагает использовать универсальный испытательный комплекс РЕТОМ-21. С его помощью пользователь не только может провести полноценные проверки ТТ без использования каких‑либо вспомогательных приборов, но и будет уверен в достоверности и высокой точности полученных результатов, при этом время и трудозатраты, необходимые на проведение испытаний, сократятся в несколько раз.

Источник

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Не получается снять ВАХ ТТ! (Страница 1 из 2)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 26

1 Тема от sanchesss_88 2014-10-02 16:28:17

  • sanchesss_88
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Каменск-Уральский
  • Зарегистрирован: 2013-10-17
  • Сообщений: 149
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Не получается снять ВАХ ТТ!

Здравствуйте, друзья! Прошу помощи. На ПС проводим проверку трансформатора тока ТПШЛ-10 3000/5. У данного трансформатора две обмотки: 0,5 и 10Р. У меня возникло 2 вопроса:

1. Не получается снять ВАХ. Работаем прибором Ретом-21. Коэффициенты трансформации замерили без проблем. У обмотки 0,5 — 3009/5,032 А; у обмотки 10Р — 3000/4,988 А. А вольт-амперную характеристику снять не получается. Делаем всё как обычно: источник I3 (переменного тока) подключаем к вторичной обмотке ТТ, первичная обмотка разомкнута, включаем и . ток не увеличивается вообще, растет напряжение. Кабель точно целый. При закорачивании испытательного кабеля ток растет очень хорошо. Не понимаю, в чем проблема. Когда наоборот (ток растет, напряжение не увеличивается), все понятно — это витковое КЗ, а такая проблема, когда не увеличивается ток, возникла первый раз.
Может кто-то сталкивался с подобной проблемой? Завтра ТТ необходимо включить в работу и дать заключение о пригодности защиты.

2. Вопрос второй. На измерительную обмотку данного ТТ с классом точности 0,5 подключена МТЗ и защита от перегруза (то есть последовательно два реле РТ-40). Номинальный ток ТТ 3000 А, ток срабатывания МТЗ 3000 А. На другой ячейке тоже самое: на измериельной обмотке МТЗ и перегруз, номинальный ток ТТ — 1500 А, ток срабатывания МТЗ 1800 А.
Соответственно вопрос: допускается ли подключать устройства РЗА к измерительной обмотке, если подключенная нагрузка не превышает доустимую для данной обмотки, а ток срабатывания незначительно превышает номинальный ток ТТ, либо не превышает. Мои (пока не очень обширные) знания позволяют сделать вывод, что такая ситуация допустима. Однако по причине отсутствия старших товарищей-релейщиков на моем предприятии хотелось, чтобы какой-нибудь опытный релейщик написал: «Всё ОК, Саня, так можно!» )))

Читайте также:  Схемы зарядных устройств автомобильных аккумуляторов асимметричным током

Заранее всем спасибо!)

2 Ответ от rt40 2014-10-02 16:54:11

  • rt40
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-03-01
  • Сообщений: 274
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

До скольки вольт подняли напряжение?

3 Ответ от Уставкин 2014-10-02 17:06:30

  • Уставкин
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-01-30
  • Сообщений: 928
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

А какие значения получаются, ежели провести такой експеремент?

4 Ответ от ValeriyVM 2014-10-02 17:31:13

  • ValeriyVM
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-06-04
  • Сообщений: 96
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

5 Ответ от ValeriyVM 2014-10-02 17:34:15

  • ValeriyVM
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-06-04
  • Сообщений: 96
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

Защиты сидят на керне измерений по одной простой причине, что не хватает релейных кернов! Такая практика обширна из-за бедноты предприятий, неспособных менять ТТ. В вашем случае это еще не так страшно! Страшно когда на СВ(схема мостик) на керне измерения сидят и ДФЗ и ЭПЗ. Вот тогда печалька)))

6 Ответ от sanchesss_88 2014-10-02 18:23:32

  • sanchesss_88
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Каменск-Уральский
  • Зарегистрирован: 2013-10-17
  • Сообщений: 149
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

Ответ для rt40: напряжение поднял до 250 В.

Ответ для Уставкина: Такой эксперимент в данный момент невозможен по техническим причинам (полностью неисправен источник 4).

Ответ для ValeriyVM: От вторичной обмотки, на которой производил измерения, полностью отсоединил отходящие цепи. Первичная обмотка (шина 6 кВ) заземлена, но только с одной стороны, поэтому замкнутого контура нет (схема всегда такая). Другая вторичная обмотка закорочена на нагрузку и заземлена. По второму вопросу хочу уточнить: то есть нет смысла писать служебную записку на новые ТТ, так как обоснования толкового не будет?

7 Ответ от rt40 2014-10-02 19:55:50 (2014-10-02 19:58:53 отредактировано rt40)

  • rt40
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-03-01
  • Сообщений: 274
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

Другая вторичная обмотка закорочена на нагрузку и заземлена.

Вообще-то при снятии ВАХ все обмотки, кроме испытуемой, должны быть отключены от внешних цепей и от земли. Это абсолютное условие.
(Первичку из соображений ТБ можно не разземлять)

8 Ответ от Уставкин 2014-10-02 21:53:53

  • Уставкин
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-01-30
  • Сообщений: 928
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

Ответ для Уставкина: Такой эксперимент в данный момент невозможен по техническим причинам (полностью неисправен источник 4).

Так может это Ретом дальше накрывается потихоньку?
Отсюда и чудеса с ВАХ?

9 Ответ от Vlad_m91 2014-10-03 07:17:28

  • Vlad_m91
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-12-28
  • Сообщений: 59
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

Ретом не вывозит! Не хватает ему мощности. Снимай ВАХ с помощью бублика.

10 Ответ от РЫБАК 2014-10-03 07:55:55

  • РЫБАК
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: г. Самара
  • Зарегистрирован: 2011-05-25
  • Сообщений: 92
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

Здравствуйте, попробуйте идти от простого и Вы методом исключения получите обоснования для бракования или нет. Ответьте на вопросы для себя:
— какая у Вас схема (полная или неполная звезда), все ТТ так себя «ведут» или один, а другие нормально;
— есть ли характеристика намагничивания исправного ТТ данного исполнения (если данной схемой измерения, у Вас хоть один ТТ «прошел», то смело можете браковать по отличию ВАХ), или точки ВАХ в паспорте;
— посмотрите используемый выход Ретом (тех. хар.), может он не может продавить ТТ (из-за большого Ктт), соберите схему с Латр, А, V;
Ответы проанализируйте между собой и примите решение.
Еще с шинными ТТ, у нас были случаи (правда других типов) — если вывод на ТТ на корпусе (Э,Ш) не был соединен со своей ВВ шиной — ВВ испытания не проходили (отсутствовало уравнивание потенциалов железа ТТ и шины).
И еще если у Вас ТТ новый и Вы его будете браковать по гарантии, то предприятие-изготовитель затребует полноценный протокол, и при ошибочной браковке могут возникнуть финансовые проблемы.
Успехов.

11 Ответ от rimsasha 2014-10-03 08:05:38

  • rimsasha
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-12
  • Сообщений: 902
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

У вас очень большой коэффициент и таткие ТТ обрабатывать тяжело, скорее всего Ретом не тянет столько. Вам нужно чем то более мощным снимать или использовать приблуду Ретомовскую РЕТ-ВАХ.

допускается ли подключать устройства РЗА к измерительной обмотке

Для этого нужно выполнить конкретный расчет ТТ при ваших условиях (токи КЗ, нагрузка на ТТ, характеристики ТТ) и тогда будет понятно можно вам так или нельзя.

12 Ответ от ValeriyVM 2014-10-03 08:44:58

  • ValeriyVM
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-06-04
  • Сообщений: 96
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

то есть нет смысла писать служебную записку на новые ТТ, так как обоснования толкового не будет?

У Вас не критичный случай. Просто знайте, что так не делается. И максимум можете сказать руководству, что если будет возможность — замените.

13 Ответ от sanchesss_88 2014-10-03 09:11:55

  • sanchesss_88
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Каменск-Уральский
  • Зарегистрирован: 2013-10-17
  • Сообщений: 149
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Не получается снять ВАХ ТТ!

Всё! Проблема решена! Суть вот в чем: на источнике I3 ретом-21 есть несколько пределов, снятие ВАХ всегда производил на пределе «8 А, 250 В». При измерении данного ТТ напряжение поднял до 250 В, а ток не изменился, хотя ЛАТР выкрутил до конца. Сегодня источник I3 переключил на другой предел «4 А, 500 В», и при достижении напряжения 320 В ток начал уверенно расти. Таким образом мне удалось снять ВАХ до 5 А, а напряжение при токе 5 А оказалось около 410 В.

ВСЕМ БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!))

Хотел бы сразу задать ещё один практический вопрос. У нас все ТТ с номинальным вторичным током 5 А. До какого значения тока достаточно снимать ВАХ. В соответствии с методикой нашего бывшего релейщика снимаю ВАХ при токе от 0,1 А до 5 А . В книгах пишут, что необходимо снять ВАХ хотя бы в начале насыщения. Однако у релейных обмоток, если я правильно понимаю, насыщение наступает при токах гораздо выше номинальных 5 А. Необходимо ли снимать ВАХ при больших токах или этого достаточно для оценки исправности ТТ? Как правило все измеренные мной ВАХ в графическом виде выглядят как на картинке, то есть присутствует область перегиба и почти горизонтальная часть характеристики.

Источник

Характеристика намагничивания трансформатора тока, снятие вольт-амперной характеристики ВАХ

vah 1Одной из важнейших характеристик трансформатора тока является его характеристики намагничивания. Это зависимость напряжения на выводах вторичной обмотки от тока, протекающего по ней. Поэтому характеристику еще называют вольт-амперной (ВАХ).

При этом выводы первичной обмотки остаются разомкнутыми, а напряжение на вторичную обмотку подается от независимого источника с регулируемым выходом.

Характеристики эти снимают как при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации.

Цель проверки: выявить возможные витковые замыкания во вторичной обмотке проверяемого трансформатора. Обычное измерение сопротивления этот дефект выявить не может, так как замыкание нескольких витков между собой изменяют общее сопротивление настолько незначительно, что это соизмеримо с погрешностью проведенных измерений.

Проверка производится для всех трансформаторов тока без исключения: и на напряжение до 1000 В, и высоковольтных. При наличии у трансформатора нескольких обмоток, использующихся для разных целей (релейной защиты, измерения, учета электроэнергии) ВАХ снимается для каждой из них.

Оборудование и схема для проверки вольт-амперной характеристики трансформаторов тока

В качестве регулируемого источника напряжения для снятия ВАХ используется лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), или устройства, содержащие его в своем составе. Напряжение должно быть абсолютно синусоидальным, поэтому тиристорные источники питания для испытаний непригодны.

Для фиксации величин токов и напряжений потребуются лабораторный амперметр и вольтметр.

При использовании встроенных в источник питания приборов важно учесть, что амперметр должен измерять среднеквадратичное значение, а вольтметр – средневыпрямленное.

Читайте также:  Катушка в машине постоянного тока это

Важен и порядок включения приборов в измерительную цепь. Амперметр должен измерять только ток непосредственно в проверяемой обмотке. Вольтметр подключается до него, ток через обмотку прибора не должен учитываться, чтобы не вносить в измерения дополнительную погрешность.

Самым точным вариантом измерений является подключение измерительного комплекса непосредственно к выводам трансформатора тока.

Но, если это невозможно, допускается вариант с использованием специальных токовых клемм на панелях ячейки с проверяемым трансформатором тока.

Измерение с клеммников, находящихся на значительном удалении и соединенных с объектом измерения контрольными кабелями, недопустимо. В этом случае к сопротивлению обмотки добавляется сопротивление жил кабельной линии, соизмеримое с ней по величине.

Проверить трансформатор тока на напряжение до 1000 В с помощью одного только ЛАТРа не представляется возможным.

Слишком при малых напряжениях у них начинается горизонтальный участок характеристики, поэтому насыщение наступит уже при незначительном повороте рукоятки ЛАТРа.

Поэтому между источником регулируемого напряжения и проверяемой обмоткой можно подключить разделительный трансформатор 220/36 В или любой другой. При этом предел регулирования расширяется.

В целях безопасности в цепи подключения ЛАТРа к сети питающего напряжения должен быть защитный аппарат – автоматический выключатель. А также предусмотрена возможность создания видимого разрыва при переключениях между трансформаторами или их обмотками. Достаточно вилки, которая втыкается в розетку удлинителя, положение которой видно с границ рабочего места.

Интересное видео о снятии ВАХ с ТТ с помощью ретома-21 смотрите ниже:

Порядок снятия вольт-амперной характеристики (ВАХ)

Перед подачей напряжения на испытательную установку рукоятка управления ЛАТРом должна находиться в крайнем положении, соответствующем нулевой величине напряжения на выходе. Затем, после включения питания, нужно размагнитить железо трансформатора.

Для этого рукояткой управления ЛАТРом ток через обмотку несколько раз плавно увеличивают до номинальной величины и снова опускают до нуля.

После этого начинается процесс снятия ВАХ.

vah 3

Оптимальным является работа в бригаде из двух человек. Один поднимает напряжение и фиксирует ток амперметра в нормируемых точках. Второй при этом снимает показания с вольтметра и записывает в заранее заготовленную таблицу.

Ток во вторичной обмотке нужно поднимать очень плавно.

Когда начинается участок насыщения, малому приращению напряжения от источника будет соответствовать резкое увеличение тока. На этом этапе нормируемые точки для измерения легко проскочить. Возвращать ручку ЛАТРа назад с целью снять показания вольтметра поточнее нельзя. Нужно плавно сбросить напряжение до нуля и начать процесс сначала.

Разрешается снимать не всю характеристику полностью, а ограничится для проверки лишь тремя ее точками. Поднимать напряжение на обмотке выше 1800 В не допускается.

По достижении конечной точки для измерений напряжение ЛАТРа плавно уменьшают до нуля, после чего проверочную установку отключают от сети.

Ещё одно интересносе видео о Ретоме 21 и снятии ВАХ с ТТ от профессионального энергетика:

Анализ полученной характеристики ВАХ

Полученные данные сравниваются с характеристикой, снятой для данного трансформатора тока в заводских условиях.

Допускается сравнение с ранее снятой характеристикой данной обмотки этого же трансформатора.

При отсутствии каких-либо данных для сравнения анализ производится с использованием типовой характеристики для устройства того же типа, имеющего тот же коэффициент трансформации, класс точности и кратность насыщения.

Все перечисленные характеристики оказывают влияние на полученную характеристику.

Более того, у одинаковых трансформаторов тока не бывает абсолютно идентичных ВАХ.

Влияние на это оказывает не только сопротивление вторичной обмотки, но и качество материала, из которого выполнен сердечник трансформатора.

Отличаться полученная характеристика от вышеперечисленных не должна более, чем на 10%.

Если полученный график расположен ниже образцового на большую величину, в подопытном образце присутствует витковое замыкание. Его нужно заменить исправным, или отказаться от установки, вернув на предприятие-изготовитель.

Но перед этим еще раз проверьте правильность проведенных измерений: витковые замыкания в трансформаторах тока не такое уж и частое явление.

Источник



ЭЛЕКТРОлаборатория

Доброе время суток, дорогие друзья!

Вот и пришел новый 2015 год. Надеюсь, что этот год будет не хуже предыдущего. В общем, с Новым Годом, друзья!

Хочу начать год со статьи о трансформаторах тока. Конечно, мой рассказ будет скорее общим, чем научным.

Для досконального изучения вопроса предлагаю воспользоваться технической литературой или хотя бы ИНСТРУКЦИУЙ ПО ПРОВЕРКЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СХЕМАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И ИЗМЕРЕНИЯ (РД 153-34.0-35.301-2002).

Итак, приступим.

Простейший и самый распространенный трансформатор тока (ТТ) — двухобмоточный. Он имеет одну первичную обмотку с числом витков w1 и одну вторичную обмотку с числом витков w2. Обмотки находятся на общем магнитопроводе, благодаря которому между ними существует хорошая электромагнитная (индуктивная) связь.

Первичная обмотка, изолированная от вторичной обмотки на полное рабочее напряжение аппарата, включается последовательно в рассечку цепи контролируемого первичного тока, а вторичная обмотка замыкается на нагрузку (измерительные приборы и реле), обеспечивая в ней протекание вторичного тока, практически пропорционального переменному первичному току. Чем меньше полное сопротивление нагрузки zн и полное сопротивление вторичной обмотки zT2, тем точнее соблюдается пропорциональность между первичным и вторичным токами, т.е. тем меньше погрешности ТТ. Идеальный режим работы ТТ — это режим КЗ вторичной обмотки. Один вывод вторичной обмотки обычно заземляется, поэтому он имеет потенциал, близкий к потенциалу контура заземления электроустановки.

Вот внешний вид ТТ до 1000 В:

clip_image001clip_image003

А вот внешний вид ТТ выше 1000 В:

clip_image004clip_image005

Трансформаторы тока для защиты предназначены для передачи измерительной информации о первичных токах в устройства защиты и автоматики. При этом они обеспечивают:

1) масштабное преобразование переменного тока различной силы в переменный вторичный ток приемлемой силы (чаще всего это 1 или 5А) для питания устройств релейной защиты;

2) изолирование вторичных цепей и реле, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепей высокого напряжения. Аналогичные функции выполняют и ТТ для измерений, предназначенные для передачи информации измерительным приборам.

Между ТТ для защиты и для измерений нет принципиальной разницы. Существующие различия заключаются в неодинаковых требованиях к точности и к диапазонам первичного тока, в которых погрешности ТТ не должны превышать допустимых значений. К ТТ для измерений предъявляется требование ограничения сверху действующего значения вторичного тока при протекании тока КЗ по первичной обмотке, для них устанавливается номинальный коэффициент безопасности приборов. Это требование не предъявляется к ТТ для защиты, которые должны обеспечивать необходимую точность трансформации тока и при КЗ. Номинальный коэффициент безопасности фактически является верхним пределом для номинальной предельной кратности ТТ для измерений. Поэтому в стандартах некоторых стран (например, в германских правилах VDE 0414 «Regeln für Meßwandler») для всех ТТ нормируется номинальная предельная кратность (Nenn Überstromziffer «n»), причем ее ограничение для измерительных ТТ задается в форме n … .

При анализе явлений в ТТ необходимо учитывать положительные направления первичного и вторичного токов в соответствующих обмотках, а также ЭДС, индуктируемой во вторичной обмотке, от которых зависят знаки (плюс или минус) в формулах и углы векторов на векторных диаграммах.

В технике релейной защиты приняты положительные направления для токов и ЭДС, показанные на рисунке 1. Звездочками отмечены однополярные зажимы обмоток, например их начала, которые по ГОСТ обозначаются символами Л1 у первичной обмотки и И1 у вторичной обмотки.

clip_image007

а, б — схемы условных обозначении; в — схема замещения

Рисунок 1 — Схемы ТТ

Приняты положительными: направление для первичного тока от начала к концу первичной обмотки и направление для вторичного тока от начала вторичной обмотки (по внешней цепи нагрузки) к концу вторичной обмотки, соответственно этому внутри вторичной обмотки — направление вторичного тока и вторичной ЭДС (от конца к началу обмотки).

При указанных положительных направлениях векторы первичного и вторичного токов совпадают по фазе при отсутствии угловой погрешности, а мгновенная вторичная ЭДС равна взятой со знаком «плюс» первой производной по времени от потокосцепления вторичной обмотки.

По причине существенной нелинейности характеристики намагничивания ферромагнитного магнитопровода к анализу явлений в ТТ неприменим принцип наложения (суперпозиции). Даже при номинальном первичном токе и номинальной нагрузке индукция в магнитопроводе не равна разности индукций, которые были бы созданы отдельно взятыми первичным и вторичным токами. Результирующий магнитный поток в магнитопроводе ТТ определяется только совместным одновременным действием первичного и вторичного токов и даже гипотетически не может корректно рассматриваться как разность потоков, раздельно созданных первичным и вторичным токами.

Читайте также:  Формула уравнительного тока при параллельной работе трансформаторов

Классификация ТТ

По ГОСТ 7746-89 ТТ подразделяются по следующим основным признакам:

— по роду установки:

для работы на открытом воздухе (категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69 [22]);

для работы в закрытых помещениях (категории размещения 3 и 4 по ГОСТ 15150-69);

для работы в подземных установках (категория размещения 5 по ГОСТ 15150-69);

для работы внутри оболочек электрооборудования

по принципу конструкции: опорные (О), проходные (П), шинные (Ш), встроенные (В), разъемные (Р). Допускается по ГОСТ 7746-89 [14] сочетание нескольких перечисленных принципов, а также конструктивное исполнение, не подпадающее под перечисленные признаки;

по виду изоляции: с литой изоляцией (Л), с фарфоровой покрышкой (Ф), с твердой изоляцией (кроме фарфоровой и литой) (Т), маслонаполненные (М), газонаполненные (Г);

по числу ступеней трансформации: одноступенчатые и каскадные;

по числу магнитопроводов со вторичными обмотками, называемых кернами, объединенных общей первичной обмоткой: с одним керном, с несколькими кернами;

по назначению кернов: для измерения, для защиты, для измерения и защиты, для работы с нормированной точностью в переходных режимах;

по числу коэффициентов трансформации: с одним коэффициентом трансформации; с несколькими коэффициентами трансформации, получаемыми путем изменения числа витков первичной или(и) вторичной обмоток, а также путем применения вторичных обмоток с отпайками.

Структура условного обозначения ТТ по ГОСТ 7746-89

Снимок

В стандартах на трансформаторы отдельных видов ГОСТ 7746-89 [14] допускает ввод в буквенную часть обозначения дополнительных букв. Допускается исключение или замена отдельных букв, кроме Т, для обозначения особенностей конкретного ТТ.

Основные (номинальные) параметры ТТ

По ГОСТ 7746-89 к номинальным параметрам ТТ относятся:

— номинальное напряжение ТТ Uном — номинальное напряжение цепей, для которых предназначен данный аппарат. Встроенные ТТ не имеют паспортного параметра номинального напряжения;

— номинальный первичный ток ТТ I1ном;

— номинальный вторичный ток ТТ I2ном;

— номинальный коэффициент трансформации ТТ (коэффициент трансформации – отношение первичного номинального тока ко вторичному. Обычно записывается, например, 150/5 и тогда равен 30, т.е. при любом первичном токе вторичный будет в тридцать раз меньше);

— номинальная вторичная нагрузка с номинальным коэффициентом мощности cosj (1 или 0,8 индуктивный). Обозначается zн. ном (сопротивление нагрузки) или Sн. ном (номинальная мощность нагрузки);

— номинальный класс точности ТТ (керна для ТТ с несколькими кернами) (обычно для измерений класс точности не хуже 0,5, а для систем РЗиА не хуже 10);

— номинальная предельная кратность ТТ, обслуживающего релейную защиту — К10ном, К5ном;

— номинальный коэффициент безопасности для приборов — Кd ном;

— номинальная частота ТТ — fном.

Испытания измерительных трансформаторов тока.

Объектом испытания в измерительных трансформаторах тока и напряжения являются, прежде всего, изоляция трансформаторов, обмотки трансформаторов как первичная, так и вторичная, а также трансформаторное железо сердечника.

Трансформаторы тока изготавливаются со следующим исполнением внутренней изоляции:

· Бумажно-бакелитовая (трансформаторы серии ТП 6-35кВ); керамическая (трансформаторы тока 6-10кВ типов ТПОФ, ТПФ и др).

· Литая эпоксидная (трансформаторы тока типов ТПОЛ, ТПШЛ, ТШЛ и др. 6-35кВ).

Объём испытаний трансформаторов тока:

1) измерение сопротивления изоляции первичной и вторичной (вторичных) обмоток (К, М)

2) испытание повышенным напряжением изоляции обмоток (М)

3) снятие характеристик намагничивания трансформаторов (К)

4) измерение коэффициента трансформации (К).

Примечание : К – капитальный ремонт, испытание при приёмке в эксплуатацию; М – межремонтные испытания

Сопротивление изоляции.

В процессе эксплуатации измерения проводятся:

на трансформаторах тока 3-35кВ – при ремонтных работах в ячейках (присоединениях), где они установлены.

Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее значений, приведённых в таблице 1.

Снимок т1

для трансформаторов напряжения 3-35кВ – при проведении ремонтных работ в ячейках, где они установлены, если работы не проводятся – не реже 1 раза в 4 года.

Испытание повышенным напряжением.

Значения испытательного напряжения основной изоляции трансформаторов тока и напряжения приведены в таблице 2. Длительность испытания трансформаторов тока и напряжения с фарфоровой изоляцией – 1 минута, с органической изоляцией – 5 минут.

Допускается проведение испытаний трансформаторов тока совместно с ошиновкой. При совместном испытании измерительных трансформаторов с элементами ошиновки или другими аппаратами, продолжительность испытания принимается равной времени испытания для тех элементов сети, к которым подключены трансформаторы. Например, при испытании трансформаторов тока установленных в ячейке КРУ продолжительность испытания устанавливается равной 1 минуте (изоляторы ошиновки ячейки – фарфоровые).

Снимок т2

Значение испытательного напряжения для изоляции вторичных обмоток, вместе с присоединёнными к ним цепями, принимается равным 1кВ.

Продолжительность приложения испытательного напряжения – 1 минута.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

Отклонение измеренного сопротивления обмотки постоянному току от паспортных значений, или от измеренных на других фазах не должно превышать 2%. При сравнении измеренных значений с паспортными данными измеренные значения сопротивления должны приводиться к заводской температуре. При сравнении с другими фазами измерения должны производиться при одинаковой температуре.

Измерения сопротивления обмоток постоянному току производятся у трансформаторов тока на напряжение 110кВ и выше и у связующих обмоток каскадных трансформаторов напряжения.

В качестве дополнительных измерений при комплексных испытаниях данный вид измерения может использоваться и для трансформаторов тока и напряжения всех типономиналов.

Измерение коэффициента трансформации.

Отклонение измеренного коэффициента трансформации от указанного в паспорте или от измеренного на исправном трансформаторе тока или напряжения, однотипном с проверяемыми, не должно превышать 2%.

Для проверки коэффициента трансформации трансформаторов тока собирают схему, представленную на рисунке 8. У встроенных трансформаторов тока коэффициент трансформации проверяется только на рабочих ответвлениях — остальные части обмоток не проверяются.

Ток в первичной цепи трансформатора пропорционален току во вторичной цепи. Коэффициент пропорциональности токов и будет искомым коэффициентом трансформации.

Разделительный трансформатор создаёт на своей вторичной обмотке напряжение порядка 5В и ток прядка 1000А (в зависимости от испытуемого трансформатора тока).

Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока.

Характеристика снимается методом повышения напряжения на вторичных обмотках до начала насыщения (но не выше 1800В), с одновременным измерением тока в испытуемой обмотке с помощью амперметра.

При наличии у обмоток ответвлений характеристика снимается на рабочем ответвлении, при этом на нерабочих ответвлениях замеры не производятся.

Снятая характеристика сопоставляется с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания исправных трансформаторов тока, однотипных с проверяемыми.

Отличия от значений, измеренных на заводе-изготовителе или от измеренных на исправном трансформаторе тока, однотипном с проверяемыми, не должны превышать 10%.

Характеристики намагничивания снимаются для проверки исправности трансформаторов тока. При этом убеждаются в том, что нет накоротко замкнутых витков и повреждения сердечника, оцениваются возможности использования трансформатора в схеме релейной защиты в конкретных условиях.

Характеристика намагничивания представляет собой зависимость подводимого ко вторичной обмотке напряжения от тока в этой обмотке. Схема для снятия характеристики намагничивания представлена на рисунке 7.

Характеристику намагничивания снимают до номинального тока трансформатора (тока вторичной обмотки), в тех случаях, если это требуется (для особо ответственных трансформаторов) характеристику снимают до начала насыщения трансформатора тока (для 5-амперных трансформаторов – до достижения тока 10А).

Если при снятии характеристики необходимо напряжение выше 250В используют повышающие трансформаторы с более высоким напряжением.

Вольт-амперная характеристика является основной при оценке исправности ТТ. Используются такие характеристики и для определения погрешностей ТТ.

Наиболее распространенная неисправность ТТ — витковое замыкание — выявляется по резкому снижению ВАХ и изменению ее крутизны. 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. Для такого сравнения достаточно совпадения характеристик с точностью в пределах их заводского разброса.

clip_image019 clip_image021

а — ТТ ТВ-35, 300/5 А; б — ТТ ТВД-500, 2000/1;

1 — исправный трансформатор тока; 2 — закорочен один виток;

3 — закорочены два витка; 4 — закорочены восемь витков

Рисунок. Вольт-амперные характеристики при витковых замыканиях во вторичной обмотке

На этом у меня на сегодня все.

Будут вопросы, постараюсь на них ответить.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник