Какие существуют типы трансформаторов тока. Как работает трансформатор тока. Каковы основные параметры и характеристики трансформаторов тока. Как правильно выбрать трансформатор тока для счетчика.

Что такое трансформатор тока и для чего он нужен

Трансформатор тока — это измерительный прибор, предназначенный для преобразования больших значений тока в пропорционально меньшие. Основные функции трансформаторов тока:

• Измерение силы тока в высоковольтных цепях
• Питание измерительных приборов и устройств релейной защиты
• Гальваническая развязка первичных и вторичных цепей
• Учет электроэнергии совместно со счетчиками

Трансформаторы тока широко применяются в энергетике, промышленности и других отраслях, где необходимо измерение больших токов. Их использование позволяет безопасно подключать измерительные приборы к высоковольтным линиям.

Принцип действия трансформатора тока

Как работает трансформатор тока? Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции:

1. Первичная обмотка с измеряемым током создает переменное магнитное поле в сердечнике
2. Это поле индуцирует ЭДС во вторичной обмотке
3. Во вторичной цепи возникает ток, пропорциональный первичному

Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков обмоток. Например, при коэффициенте 100/5 первичный ток 100 А преобразуется во вторичный 5 А.

Основные типы трансформаторов тока

По назначению трансформаторы тока делятся на следующие основные типы:

Измерительные трансформаторы тока

Предназначены для точного измерения тока и подключения измерительных приборов. Имеют высокий класс точности — до 0.1. Применяются для коммерческого учета электроэнергии.

Защитные трансформаторы тока

Используются в схемах релейной защиты и автоматики. Обеспечивают срабатывание защит при коротких замыканиях и перегрузках. Имеют большой диапазон измерения токов.

Промежуточные трансформаторы тока

Служат для согласования номинальных токов измерительных трансформаторов и приборов. Позволяют расширить пределы измерения.

Классификация трансформаторов тока по конструкции

По конструктивному исполнению выделяют следующие виды трансформаторов тока:

Опорные трансформаторы тока

Устанавливаются на изоляторы или специальные опорные конструкции. Применяются в распределительных устройствах высокого напряжения.

Проходные трансформаторы тока

Монтируются на вводах силовых трансформаторов, выключателей. Первичной обмоткой служит токоведущий стержень.

Шинные трансформаторы тока

Надеваются на токоведущую шину распределительного устройства. Имеют разъемный магнитопровод для удобства монтажа.

Встроенные трансформаторы тока

Размещаются внутри корпусов силовых трансформаторов, выключателей и другого оборудования. Экономят место в распредустройствах.

Основные параметры трансформаторов тока

При выборе трансформатора тока учитывают следующие основные характеристики:

• Номинальное напряжение — максимальное рабочее напряжение сети
• Номинальный первичный ток — номинальный ток измеряемой цепи
• Номинальный вторичный ток — обычно 1 или 5 А
• Коэффициент трансформации — отношение первичного тока к вторичному
• Класс точности — нормированное значение токовой и угловой погрешности
• Номинальная вторичная нагрузка — допустимое сопротивление вторичной цепи

Правильный выбор этих параметров обеспечивает корректную работу трансформатора тока в конкретных условиях применения.

Как выбрать трансформатор тока для счетчика электроэнергии

При выборе трансформатора тока для подключения счетчика необходимо учитывать следующие факторы:

1. Номинальное напряжение сети
2. Максимальный рабочий ток нагрузки
3. Требуемый класс точности учета
4. Конструктивное исполнение
5. Сопротивление вторичной цепи

Номинальный первичный ток трансформатора выбирают на ступень выше максимального рабочего тока. Класс точности для коммерческого учета — не ниже 0.5S.

Схема подключения трансформаторов тока

Типовая схема включения трансформаторов тока для измерения мощности и энергии трехфазной сети:

• Первичные обмотки включаются последовательно в фазные провода
• Вторичные обмотки соединяются в звезду
• Нулевая точка звезды заземляется
• К вторичным обмоткам подключаются токовые цепи счетчика

Важно! Вторичные цепи трансформаторов тока всегда должны быть замкнуты на нагрузку. Размыкание вторичной цепи под нагрузкой недопустимо.

Преимущества и недостатки трансформаторов тока

Основные достоинства трансформаторов тока:

• Простота конструкции и надежность
• Высокая точность измерений
• Гальваническая развязка цепей
• Возможность измерения больших токов

К недостаткам можно отнести:

• Нелинейность характеристики намагничивания
• Насыщение сердечника при больших токах
• Влияние вторичной нагрузки на точность

Несмотря на некоторые ограничения, трансформаторы тока остаются незаменимыми приборами для измерения больших токов в энергетике и промышленности.

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:

zametkielectrika.ru

Виды трансформаторов тока

Трансформатор тока является устройством, предназначение которого состоит в изменении значения напряжения в сетях переменного тока. Основой работы каждого трансформатора служит электромагнитная индукция. Когда первичная обмотка подключается к переменному току, то происходит генерация магнитного поля, вызывающее электродвижущую силу во вторичной обмотке.

Какие типы трансформаторов тока бывают

По своему назначению бывают измерительными, защитными, промежуточными, лабораторными. По количеству ступеней они могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми. Исходя из значения номинального напряжения, трансформаторы бывают высоковольтными и низковольтными. Могут устанавливаться внутри и снаружи, на опорах и шинах. Кроме того, трансформаторы изготавливаются в переносном и стационарном варианте.

Наибольшее распространение получили силовые трансформаторы. Они изменяют в электросетях энергетических систем энергию переменного тока. То же самое осуществляется с сетями питания электрооборудования и освещения. Данные трансформаторы различаются между собой номинальным напряжением и количеством фаз.

Измерительные трансформаторы являются электротехническими устройствами, с помощью которых производятся измерения уровней напряжения с максимальной точностью. Их различия связаны с назначением, а также с изменением тока или уровня напряжения. При этом, вторичные обмотки измерительных трансформаторов соединяются с амперметрами, вольтметрами, электросчетчиками, реле тока, фазометрами и прочими приборами. Они изолируют измерительное оборудование от действия высоких напряжений и больших токов измеряемой цепи.

Особенности автотрансформаторов

Устройства с гальваническим соединением обмоток называются автотрансформаторами. Они обладают небольшим коэффициентом трансформации, поэтому, у них небольшие габариты и невысокая стоимость. Они предназначены для того, чтобы изменять напряжение пусковых устройств в больших электрических машинах переменного тока. С их помощью осуществляется плавное регулирование напряжения в различных видах систем релейной защиты. Кроме того, эти устройства очень часто устанавливаются в стабилизаторы напряжения.

Для того, чтобы изменять импульсы тока или напряжения применяются импульсные трансформаторы, имеющие в своем устройстве ферромагнитный сердечник. Эти приборы, чаще всего используются в электронных вычислительных устройствах, в системах импульсной радиосвязи и радиолокации. Они успешно сохраняют форму импульса при изменениях, используя для этого уменьшение числа обмоток и смену взаимного положения.

Таким образом, все известные типы трансформаторов тока используются по конкретному назначению. Правильное применение, в значительной степени повышает эффективность их работы.

Классификация трансформаторов

electric-220.ru

Классификация трансформаторов тока

Подробности

Подробности

Опубликовано 15.04.2014 06:57

Просмотров: 1372

Название говорит за себя, основная функция такого устройства – преобразование тока, а не напряжения. Широко применяются трансформаторы тока во многих областях промышленности и энергетики. Нередко можно встретить и электрические счетчики, которые производят считывание информации о потреблении электроэнергии с трансформаторов.

Вокруг каждого провода (а именно фазы) имеется поле. Чем больше потребителей подключено к проводу, тем сильнее это поле. Соответственно, общий ток потребления большой. На этом принципе и работает счетчик электроэнергии – контролирует ток, протекающий по проводу.

Всем знакомые «клещи», в основе которых лежит схема трансформатора тока (http://www.electromechanics.ru/home/transformers/theory/499-basic-information-about-current-transformers.html), используют сегодня все электрики. Суть проста – вокруг провода устанавливается проводник (один или несколько витков толстого провода), к этим виткам подключен стрелочный или цифровой индикатор. Ток протекает по проводу, мы же будем видеть изменение показаний прибора, оно будет зависеть напрямую от подключенной нагрузки. Практически все трансформаторы тока обладают высоким классом точности. Классификация у них богатая, только по месту установки они делятся на:

• Встроенные (монтируются в силовых трансформаторах, генераторах).
• Наружные (устанавливаются под открытым небом, так как имеют высокую степень изоляции и защищенности).
• Переносные (для проведения испытаний оборудования, например, лабораторные трансформаторы).
• Внутренние (применяются исключительно в помещениях).
• Специальные (исключительно на спецоборудовании, например, на кораблях, электровозах, а также те трансформаторы, которые устанавливаются в печах высокой частоты).

Также можно разделить их по типу установки – опорные и проходные. Первый тип устанавливается исключительно на гладкую и ровную поверхность, а второй тип используют в случае, когда возникает необходимость установки в проеме, либо на металлическом основании.

Также разделение идет и по коэффициенту трансформации. Это одноступенчатые и многоступенчатые конструкции. Наиболее распространенные одноступенчатые, у них коэффициент трансформации всегда постоянен, не изменяется ни со временем, ни с воздействием постороннего магнитного поля. Многоступенчатые позволяют менять коэффициент трансформации буквально одним движением руки. Установлены переключатели, которыми можно выбрать необходимое число витков, хоть первичной, хоть вторичной обмоток.

Читайте также

Добавить комментарий

electrowelder.ru

Что такое и для чего нужен трансформатор тока 

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

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

Когда нужны трансформаторы тока?

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

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

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

Классификация и расчет

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

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

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

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

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

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

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

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

Как выбрать трансформатор тока наружной установки для счетчика электроэнергии?

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

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

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

Подключение счетчика через трансформаторы тока представлено на это фото

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

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

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

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

Как осуществляется подключение измерительного ТТ тока для счетчика?

Обозначение на схеме

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

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

infoelectrik.ru