Меню

Трансформаторы тока для кабельных линий 6

6-6. Кабельные трансформаторы тока с кольцевыми сердечниками

Кроме рассмотренных выше трансформаторов тока, первичные обмотки которых включаются в фазы защищаемого элемента, большое распространение получили кабельные трансформаторы тока с кольцевыми сердечниками, используемые для защиты от замыканий на землю. В литературе эти трансформаторы тока называются также трансформаторами тока нулевой последовательности.

Кабельный трансформатор тока, как показано на рис. 6-18, состоит из стального сердечника С, круглой или прямоугольной формы, на котором намотана вторичная обмотка О. Сердечник надевается на трехфазный кабель за-

щищаемой линии К, который и является первичной обмоткой трансформатора тока.

Ток, проходящий по каждой фазе кабеля, создает в сердечнике трансформатора тока магнитный поток, а э. д. с. во вторичной обмотке индуктируется суммарным магнитным потоком всех трех фаз. При симметричной трехфазной нагрузке, а также при трехфазных и двухфазных к. з. суммарный магнитный поток равен нулю, так как равна нулю сумма создающих его токов. При замыканиях на землю одной фазы ток замыкания проходит только по этой фазе и создает в сердечнике магнитный поток, который индуктирует э. д. с. во вторичной обмотке трансформатора тока. Под влиянием этой э. д. с. во вторичной обмотке и реле Т проходит ток.

Трансформаторы тока с кольцевыми сердечниками имеют более простую конструкцию и значительно меньшие токи небаланса по сравнению с обычными трансформаторами тока, соединенными на сумму токов трех фаз по схеме рис. 6-15, д. Как указывалось выше, ток небаланса в схеме соединения обычных трансформаторов тока на сумму токов трех фаз является результатом неидентичности их характеристик. В кольцевых трансформаторах тока ток небаланса возникает только из-за некоторой несимметрии расположения жил кабеля относительно сердечника.

Коэффициент трансформации кольцевого трансформатора тока в отличие от обычного не зависит от величины первичного тока. Поэтому число витков вторичной обмотки подбирается из условия получения наибольшей чувствительности защиты.

Кольцевые трансформаторы тока для защиты от замыканий на землю кабельных линий изготавливаются либо со сплошным сердечником, либо с разъемным, что облегчает его установку на действующей линии.

При установке кольцевого трансформатора тока воронка кабеля тщательно изолируется от «земли», а заземляющий провод пропускается через внутреннее отверстие трансформатора тока, как показано на рис. 6-18. Если бы воронка была заземлена непосредственно в месте ее крепления, то защита могла бы действовать неправильно от токов, проходящих по броне и свинцовой оболочке кабеля. При указанном способе заземления воронки ток. проходящий к воронке по броне кабеля, уходит по заземляющему проводу в противоположном направлении и, следовательно, его суммарное действие равно нулю.

8 Июнь, 2009 14029 ]]> Печать ]]>

Источник

Выбор трансформаторов тока на напряжение 6(10) кВ

Трансформатор тока типа ТОЛ-СЭЩ-10

Требуется выбрать трансформаторы тока (ТТ) типа ТОЛ-СЭЩ-10 на напряжение 6 кВ устанавливаемые в ячейку типа КРУ-СЭЩ-61М (ОАО «Самарский завод «Электрощит»), для питания счетчика электрической энергии типа СЭТ 4ТМ.03M, подключеный к обмотке класса точности 0,5S (для технического учета), а также для подключения терминала релейной защиты типа Сириус-21-Л-И1 (ЗАО «РАДИУС Автоматика»), согласно рис.1 и рис.2.

От проектируемой ячейки осуществляется питание силового трансформатора мощностью 2500 кВА.

Схема подключения трансформаторов тока к микропроцессорному терминалу Сириус-21-Л-И1

Рис.1 — Схема подключения трансформаторов тока к терминалу Сириус-21-Л-И1

Схема подключения трансформаторов тока к cчетчику СЭТ 4ТМ.03M

Рис.2 — Схема подключения трансформаторов тока к cчетчику СЭТ 4ТМ.03M

Выбирать трансформаторы тока, мы должны из условий:

1. Номинальное напряжение Uуст=6 кВ ≤ Uном=10 кВ (условие выполняется);

2. Номинальный ток Iрасч Рассчитываем первичный расчетный ток

Предварительно выбираем трансформаторы тока на номинальный первичный ток 300 А (согласно каталога, см. таблицу 1) Iном.=300 А > Iрасч =240,8 А (условие выполняется);

Таблица 1 - характеристики трансформаторов тока ТОЛ-СЭЩ-10

3. Для того, чтобы присоединенные приборы, работали в требуемом классе точности, необходимо чтобы, подключаемая вторичная нагрузка Zн не превышала номинальной, для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Zн ≤ Zдоп.

3.1 Определяем сопротивление счетчика типа СЭТ 4ТМ.03M:

Определяем сопротивление счетчика типа СЭТ 4ТМ.03M

  • Sприб. = 0,3 ВА – потребляемая мощность прибора, согласно каталога на счетчик СЭТ 4ТМ.03M.
  • I2ном. = 5 А – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока.

3.2 Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для измерения, рассчитанное из номинальной вторичной нагрузки, равное 5 ВА, согласно каталога на ТОЛ-СЭЩ-10.

Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для измерения

3.3 Определяем сопротивление провода (кабеля) пользуясь выражением (3) из типовой работы №48082-э, для схемы соединения трансформаторов тока в полную звезду, принимая что Zн=Zдоп:

Определяем сопротивление провода (кабеля)

где:
rпер=0,05 Ом – переходное сопротивление контактов при двух, трех приборов и 0,1 Ом при большем числе приборов;

3.4 Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 0,5S с счетчиком типа СЭТ 4ТМ.03M:

Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 0,5S

  • l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки измерительных приборов, м;
  • γ –удельная проводимость, м/Ом*мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

По условиям механической прочности для меди, принимаем кабель сечением 2,5 мм2.

3.5 Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого.

Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого

3.6 Определяем фактическую нагрузку, при этом должно выполняться условие Zн Определяем фактическую нагрузку

Определяем сопротивление микропроцессорного терминала Сириус-21-Л-И1

где:
Sприб. = 0,5 ВА – потребляемая мощность терминала Сириус-21-Л-И1, согласно каталога.

4.2 Определяем расчетную кратность для токовой отсечки по формуле (13) из типовой работы №48082-э:

Определяем расчетную кратность для токовой отсечки

  • 1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность ТТ при срабатывании защиты;
  • Iс.з.=3000 А – первичный ток срабатывания защиты;
  • I1н – первичный номинальный ток ТТ.

По кривой предельной кратности для ТОЛ-СЭЩ-10 определяем допустимую нагрузку, исходя из расчетной кратности 11 при которой погрешность, не должна быть более 10%. Sдоп.=30 ВА.

Определяем расчетную кратность для токовой отсечки

Рис.3 – Кривая предельной кратности вторичной обмотки для защиты с классом точности 5Р, 10Р и номинальной нагрузкой 30 ВА трансформатора с первичными токами 10…300, 600 А

4.3 Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для защиты — 10Р, рассчитанное из допустимой вторичной нагрузки, равной 30 ВА:

Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для защиты - 10Р

4.4 Определяем сопротивление провода (кабеля) пользуясь выражением (3) из типовой работы №48082-э, для схемы соединения трансформаторов тока в полную звезду, принимая что Zн=Zдоп:

Определяем сопротивление провода (кабеля) пользуясь выражением (3) из типовой работы №48082-э

4.5 Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 10Р с терминалом Сириус-21-Л-И1:

Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 10Р с терминалом Сириус-21-Л-И1

  • l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки терминала, м;
  • γ –удельная проводимость, м/Ом*мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

По условиям механической прочности для меди, принимаем кабель сечением 2,5 мм2.

4.6 Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого.

Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого

4.7 Определяем фактическую нагрузку, при условии, что Zн Определяем фактическую нагрузку

Таблица 2 - Данные термической и динамической стойкости трансформаторов тока ТОЛ-СЭЩ-10

6. Определим предельный ток термической стойкости. При этом должно выполнятся условие:

Определим предельный ток термической стойкости для трансформаторов тока

  • Iтер. =31,5 кА предельный ток термической стойкости, выбранный по каталогу (см. таблицу 2);
  • tтер=1 сек.- длительность протекания тока термической стойкости, согласно каталогу (см. таблицу 2);
  • Вк – тепловой импульс рассчитывался ранние, при выборе силового выключателя 6 кВ.

Выбираем трансформатор тока типа ТОЛ-СЭЩ-10-01-0,5S/0,5/10P-5/10/30-300/5У2 и для токовых цепей выбираем кабель марки КВВГЭнг-4х2,5мм2.

Все расчетные и каталожные данные, сводим в таблицу 3.

№ п/п Расчетные данные Каталожные данные Условие выбора Примечание
Трансформатор тока ТОЛ-СЭЩ-10-01-0,5S/0,5/10P-5/10/30-300/5У2
1 Uуст=6 кВ Uном=10 кВ Uуст ≤ Uном условие выполняется
2 Iрасч=240,8 А Iном=300 А Iрасч условие выполняется

1. Типовая работа «Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока» «Теплоэлектропроект» №48082-э
2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
3. Рожкова Л.Д. и Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. − 3-е изд., перераб. и доп. − М., Энергоатомиздат, 1987.

Читайте также:  Токи в обмотках трансформатора числом витков обмоток

Источник

Трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/30-200 - 15.03.515

15.03.515 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/30-200 class 1, 200 / 1 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 5 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/40-150 - 15.03.322

15.03.322 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/40-150 class 1, 150 / 1 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 6 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/40-150 - 15.03.329

15.03.329 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/40-150 class 1, 150 / 5 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 6 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/40-250 - 15.03.331

15.03.331 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/40-250 class 0,5, 250 / 5 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 9 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw2/40-250 - 15.03.353

15.03.353 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW2/40-250 class 0,5, 250 / 5 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 10 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw2/40-400 - 15.03.357

15.03.357 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW2/40-400 class 0,5, 400 / 5 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 3 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw4/60-400 - 15.03.369

15.03.369 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW4/60-400 class 1, 400 / 5 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 1 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw4.2/60-500 - 15.03.585

15.03.585 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом, на 2 кабеля KUW4.2/60-500 class 0,5, 500 / 1 A

На складе

Наличие на складах Доставка до пункта самовывоза
Москва: 1 шт На следующий рабочий день
Санкт-Петербург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Екатеринбург: 0 шт 3-4 рабочих дня
Казань: 0 шт 3-4 рабочих дня
Самовывоз осуществляется после оплаты.
Указаны ориентировочные сроки перемещения товара
между складами «МИГ Электро».

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw4/60-750 - 15.03.374 (новый артикул 15.03.574)

15.03.374 (новый артикул 15.03.574) Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW4/60-750 class 0,5, 750 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/30-100 - 15.03.512

15.03.512 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/30-100 class 3, 100 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/30-150 - 15.03.514

15.03.514 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/30-150 class 3, 150 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/30-250 - 15.03.317

15.03.317 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/30-250 class 1, 250 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/40-100 - 15.03.320

15.03.320 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/40-100 class 1, 100 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/40-125 - 15.03.321

15.03.321 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/40-125 class 1, 125 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/40-200 - 15.03.330

15.03.330 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/40-200 class 1, 200/ 5 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw1/40-250 - 15.03.326

15.03.326 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW1/40-250 class 0,5, 250 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw2/40-200 - 15.03.351

15.03.351 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW2/40-200 class 1, 200 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw2/40-250 - 15.03.352

15.03.352 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW2/40-250 class 1, 250 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw2/40-300 - 15.03.354

15.03.354 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW2/40-300 class 1, 300 / 1 A

трансформаторы тока для кабелей с разъемным зажимом kuw2/40-300 - 15.03.355

15.03.355 Трансформаторы тока для кабелей с манжетным зажимом KUW2/40-300 class 0,5, 300 / 5 A

Источник

Правильный выбор трансформатора тока по ГОСТу

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:

Формула проверки первичного тока ТТ на термическую устойчивость

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.

Читайте также:  Самостоятельная работа постоянный электрический ток ответы

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:

Формула проверки первичного тока ТТ на динамическую устойчивость

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.

выбор первичного тока трансформатора тока по термической и электродинамической устойчивости

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).

формулы определения сопротивления по низкой стороне ТТ при различных схемах подключения

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:

значения погрешностей ТТ для цепей РЗА по ГОСТ-7746-2015

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:

значения погрешностей ТТ для цепей учета и измерения по ГОСТ-7746-2015

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

предварительная таблица выбора ТТ по мощности

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

Источник



Что такое трансформатор тока, его конструкция и принцип работы

Для нормального функционирования устройств обеспечивающих релейную защиту высоковольтных ЛЭП, требуется контролировать параметры электрической линии. Снимать показания с высоковольтных проводов напрямую – опасно и не эффективно. Режим работы обычного трансформатора не позволяет контролировать изменение тока. Решает эту проблему трансформатор тока, у которого показатели вторичной цепи изменяются пропорционально величине тока первичной обмотки.

Конструкция и принцип действия

Внешний вид типичного трансформатора тока представлен на рисунке 1. Характерным признаком этих моделей является наличие у них диэлектрического корпуса. Формы корпусов могут быть разными – от прямоугольных до цилиндрических. В некоторых конструкциях отсутствуют проходные шины в центре корпуса. Вместо них проделано отверстие для обхвата провода, который выполняет функции первичной обмотки.

Трансформатор тока

Рис. 1. Трансформатор тока

Материалы диэлектриков выбирают в зависимости от величины напряжений, для которых предназначено устройство и от условий его эксплуатации. Для обслуживания промышленных энергетических систем изготавливают мощные ТТ с керамическими корпусами цилиндрической формы (см. рис. 2).

Читайте также:  Тесты по тоэ постоянный ток

Промышленный керамический трансформатор тока

Рис. 2. Промышленный керамический трансформатор тока

Особенностью трансформатора является обязательное наличие нагрузочного элемента (сопротивления) во вторичной обмотке (см. рис. 3). Резистор необходим для того, чтобы не допускать работы в режиме без вторичных нагрузок. Функционирование трансформатор тока с ненагруженными вторичными обмотками недопустимо из-за сильного нагревания (вплоть до разрушения) магнитопровода.

Принципиальная схема трансформатора тока

Рис. 3. Принципиальная схема трансформатора тока

В отличие от трансформаторов напряжения, ТТ оснащены только одним витком первичной обмотки (см. рис. 4). Этим витком часто является шина, проходящая сквозь кольцо сердечника с намотанными на него вторичными обмотками (см. рис. 5).

Схематическое изображение ТТ Рис. 4. Схематическое изображение ТТ Устройство ТТ Рис. 5. Устройство ТТ

Иногда в роли первичной обмотки выступает проводник электрической цепи. Для этого конструкция сердечника позволяет применить шарнирное соединение частей трансформатора для обхвата провода (см. рис. 6).

ТТ с разъемным корпусом

Рис. 6. ТТ с разъемным корпусом

Сердечники трансформаторов выполняются способом шихтования кремнистой стали. В моделях высокого класса точности сердечники изготовляют из материалов на основе нанокристаллических сплавов.

Принцип действия.

Основная задача токовых трансформаторов понизить (повысить) значение тока до приемлемой величины. Принцип действия основан на свойствах трансформации переменного электрического тока. Возникающий переменный магнитный поток улавливается магнитопроводом, перпендикулярным направлению первичного тока. Этот поток создается переменным током первичной катушки и наводит ЭДС во вторичной обмотке. После подключения нагрузки начинает протекать электрический ток по вторичной цепи.

Зависимости между обмотками и токами выражены формулой: k = W2 / W1 = I1 / I2 .

Поскольку ток во вторичной катушке обратно пропорционален количеству витков в ней, то путем увеличения (уменьшения) коэффициента трансформации, зависящего от соотношения числа витков в обмотках, можно добиться нужного значения выходного тока.

На практике, чаще всего, эту величину устанавливают подбором количества витков во вторичной обмотке, делая первичную обмотку одновитковой.

Линейная зависимость выходного тока (при номинальной мощности) позволяет определять параметры величин в первичной цепи. Численно эта величина во вторичной катушке равна произведению реального значения тока на номинальный коэффициент трансформации.

В идеале I1 = kI2 = I2W2/W1. С учетом того, что W1 = 1 (один виток) I1 = I2W2 = kI2. Эти несложные вычисления можно заложить в программу электронного измерителя.

Принцип действия трансформатора тока

Рис. 7. Принцип действия трансформатора тока

На рисунке 7 не показан нагрузочный резистор. При измерениях необходимо учитывать и его влияние. Все допустимые погрешности в измерениях отображает класс точности ТТ.

Классификация

Семейство трансформаторов тока классифицируют по нескольким признакам.

Пример наружного использования ТТ

  1. По назначению:
    • защитные;
    • линейки измерительных трансформаторов тока;
    • промежуточные (используются для выравнивания токов в системах дифференциальных защит);
    • лабораторные.
  2. По способу монтажа:
    • наружные (см. рис. 8), применяются в ОРУ;
    • внутренние (размещаются в ЗРУ);
    • встраиваемые;
    • накладные (часто совмещаются с проходными изоляторами);
    • переносные.

Рис. 8. Пример наружного использования ТТ

  • Классификация по типу первичной обмотки:
    • многовитковые, к которым принадлежат катушечные конструкции, и трансформаторы, с обмотками в виде петель;
    • одновитковые;
    • шинные.
  • По величине номинальных напряжений:
    • До 1 кВ;
    • Свыше 1 кВ.

Трансформаторы тока можно классифицировать и по другим признакам, например, по типу изоляции или по количеству ступеней трансформации.

Расшифровка маркировки

Каждому типу трансформаторов присваиваются буквенно-цифровые символы, по которым можно определить его основные параметры:

  • Т — трансформатор тока;
  • П — буква указывающая на то, что перед нами проходной трансформатор. Отсутствие буквы П указывает, что устройство принадлежит к классу опорных ТТ;
  • В — указывает на то, что трансформатор встроен в конструкцию масляного выключателя или в механизм другого устройства;
  • ВТ — встроенный в конструкцию силового трансформатора;
  • Л— со смоляной (литой) изоляцией;
  • ФЗ — устройство в фарфоровом корпусе. Звеньевой тип первичной обмотки;
  • Ф — с надежной фарфоровой изоляцией;
  • Ш — шинный;
  • О — одновитковый;
  • М — малогабаритный;
  • К — катушечный;
  • 3 — применяется для защиты от последствий замыкания на землю;
  • У — усиленный;
  • Н — для наружного монтажа;
  • Р — с сердечником, предназначенным для релейной защиты;
  • Д — со вторичной катушкой, предназначенной для питания электричеством дифференциальных устройств защиты;
  • М — маслонаполненный. Применяется для наружной установки.
  1. Номинальное напряжение (в кВ) указывается после буквенных символов (первая цифра).
  2. Числами через дробь обозначаются классы точности сердечников. Некоторые производители вместо цифр проставляют буквы Р или Д.
  3. следующие две цифры «через дробь» указывают на параметры первичного и вторичного токов;
  4. после позиции дробных символов — код варианта конструкционного исполнения;
  5. буквы, расположенные после кода конструкционного варианта, обозначают тип климатического исполнения;
  6. цифра на последней позиции — категория размещения.

Схемы подключения

Первичные катушки трансформаторов тока включаются в цепь последовательно. Вторичные катушки предназначены для подключения измерительных приборов или используются системами релейной защиты.

Во вторичную цепь включаются выводы измерительных приборов и устройства релейной защиты. С целью обеспечения безопасности, сердечник магнитопровода и один из зажимов вторичной катушки должны заземляться.

При подключении трехфазных счетчиков, в сетях с изолированной нейтралью обмотки трансформатора соединяются по схеме «Неполная звезда». При наличии нулевого провода применяется схема полной звезды.

Выводы трансформаторов маркируются. Для первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2, а для вторичной – И1 и И2. При подключении измерительных приборов следует соблюдать полярность обмоток.

Схема «неполная звезда» применяется для двухфазного соединения.

В дифференциальных защитах, используемых в силовых трансформаторах, обмотки включаются треугольником.

Основные схемы подключения:

Основные схемы подключения

  • В сетях с глухозаземленной нейтралью ТТ подключается к каждой фазе. Соединение обмоток трансформатора – полная звезда.
  • Подключение по схеме неполной звезды. Применяется в сетях с изолированными нулевыми точками.
  • Схема восьмерки. Симметрично распределяет нагрузки при трехфазном КЗ.
  • Соединение ТТ в фильтр токов нулевой последовательности. Применяется для защиты номинальной нагрузки от коротких замыканиях на землю.

Технические параметры

Очень важной характеристикой трансформатора тока является класс точности. Этот параметр характеризует погрешность измерения, то есть показывает, на сколько номинальный (идеальный) коэффициент трансформации отличается от реального.

Коэффициент трансформации

Так как в реальном коэффициенте трансформации присутствует синфазная и квадратурная составляющая, то значения коэффициента всегда отличаются от номинального. Разницу (погрешность) необходимо учитывать при измерениях. На результаты измерений влияют также угловые погрешности.

У всех ТТ погрешность отрицательна, так как у них всегда присутствуют потери от намагничивания и нагревания токовых катушек. С целью устранения отрицательного знака погрешности, для смещения параметров трансформации в положительную сторону, применяют витковую коррекцию. Поэтому в откорректированных устройствах привычная формула для вычислений не работает. Поэтому коэффициенты трансформации в таких аппаратах производители определяют опытным путем и указывают их в техпаспорте.

Класс точности

Токовые погрешности искажают точность измерения электрического тока. Поэтому для измерительных трансформаторов высокие требования к классу точности:

  • 0,1;
  • 0,5;
  • 1;
  • 3;
  • 10P.

Трансформатор может находиться в пределах заявленного класса точности, только если сопротивление максимальной нагрузки не превышает номинального, а ток в первичной цепи не выходит за пределы 0,05 – 1,2 величины номинального тока трансформатора.

О назначении

Основная сфера применения трансформаторов – защита измерительного и другого оборудования от разрушительного действия предельно высоких токов. ТТ применяются для подключения электрического счетчика, изоляции реле от воздействия мощных токовых нагрузок.

Видео по теме

Источник