Трансформатора тока. Трансформаторы тока: назначение, принцип действия и основные характеристики

Что такое трансформатор тока и для чего он нужен. Как устроен и работает трансформатор тока. Какие бывают типы и классы точности трансформаторов тока. Где применяются трансформаторы тока в электроэнергетике.

Назначение и принцип действия трансформаторов тока

Трансформатор тока — это измерительный трансформатор, предназначенный для преобразования больших первичных токов в малые вторичные токи, удобные для измерения.

Основные функции трансформаторов тока:

• Понижение величины измеряемого тока до стандартных значений (обычно 5 А или 1 А во вторичной цепи)
• Отделение (изоляция) вторичных цепей от первичных цепей высокого напряжения
• Расширение пределов измерения электроизмерительных приборов по току

Принцип действия трансформатора тока основан на явлении электромагнитной индукции. При протекании переменного тока по первичной обмотке в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток, который индуцирует ЭДС во вторичной обмотке. При подключении нагрузки во вторичной цепи появляется ток, пропорциональный первичному току.

Устройство и конструкция трансформаторов тока

Основные элементы конструкции трансформатора тока:

• Магнитопровод — изготавливается из электротехнической стали
• Первичная обмотка — обычно выполняется в виде одного или нескольких витков толстого провода
• Вторичная обмотка — содержит большое число витков тонкого провода
• Изоляция — обеспечивает электрическую прочность между обмотками
• Корпус — защищает внутренние элементы от внешних воздействий

По конструкции различают следующие типы трансформаторов тока:

• Опорные — для установки на опорных изоляторах
• Проходные — встраиваются в проходные изоляторы
• Шинные — первичной обмоткой служит токоведущая шина
• Катушечные — с цилиндрическими обмотками
• Каскадные — для работы на сверхвысоких напряжениях

Основные характеристики трансформаторов тока

Важнейшими параметрами трансформаторов тока являются:

• Номинальный первичный ток — от 5 А до нескольких тысяч ампер
• Номинальный вторичный ток — стандартные значения 5 А и 1 А
• Номинальный коэффициент трансформации — отношение номинальных токов
• Класс точности — 0.1, 0.2S, 0.2, 0.5S, 0.5, 1, 3, 5, 10
• Номинальная вторичная нагрузка — мощность, отдаваемая во вторичную цепь
• Номинальная предельная кратность — допустимая кратность первичного тока

Классы точности трансформаторов тока

Класс точности определяет допустимую токовую и угловую погрешность трансформатора тока:

• 0.1, 0.2S, 0.2 — для точных лабораторных измерений
• 0.5S, 0.5 — для коммерческого учета электроэнергии
• 1, 3 — для технического учета и измерений
• 5, 10 — для релейной защиты

Чем ниже класс точности, тем меньше погрешность трансформатора тока при измерениях.

Применение трансформаторов тока

Основные области применения трансформаторов тока в электроэнергетике:

• Измерение больших токов с помощью стандартных амперметров
• Подключение счетчиков электроэнергии в сетях с большими токами
• Питание токовых цепей устройств релейной защиты и автоматики
• Контроль нагрузки и учет электроэнергии на подстанциях
• Системы коммерческого и технического учета электроэнергии

Особенности эксплуатации трансформаторов тока

При эксплуатации трансформаторов тока необходимо соблюдать следующие правила:

• Вторичная цепь всегда должна быть замкнута на нагрузку или накоротко
• Нельзя размыкать вторичную цепь под нагрузкой
• Нагрузка вторичной цепи не должна превышать номинальную
• Необходимо периодически проверять сопротивление изоляции обмоток
• Требуется своевременная поверка трансформаторов тока

Соблюдение этих правил обеспечивает надежную и безопасную работу трансформаторов тока в течение длительного срока службы.

Современные тенденции в развитии трансформаторов тока

В последние годы наблюдаются следующие тенденции в разработке и применении трансформаторов тока:

• Создание комбинированных трансформаторов тока и напряжения
• Разработка оптических трансформаторов тока на основе эффекта Фарадея
• Применение электронных трансформаторов тока
• Интеграция трансформаторов тока с микропроцессорными устройствами
• Повышение класса точности до 0.1S и 0.2S

Эти инновации позволяют улучшить метрологические характеристики, расширить функциональные возможности и повысить надежность систем измерения и учета электроэнергии.

Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения – РТС-тендер

Измерительный трансформатор тока. Что это и зачем он нужен?

Введение

Одновременно с входом в нашу жизнь электричества остро встали некоторые вопросы, тесно связанные с его эксплуатацией. Одним из них стал вопрос организации токовой защиты цепи. Появилась необходимость в разделении силовых цепей и цепей защиты, а также в создании и организации сложных защит, которые невозможно собрать,  используя аппараты только в силовых цепях.

Дело в том, что защита электропроводки в обычных квартирах сводится к применению автоматических выключателей или предохранителей, а защита от поражения электрическим током — к применению УЗО или АВДТ. Вышеперечисленные аппараты встраиваются непосредственно в защищаемую цепь и, как правило, не имеют дистанционных органов управления.

В сетях с более высокими мощностями и токами, где уже требуется релейная защита, работающая по определенным алгоритмам, (например, АПВ — автоматическое повторное включение) требуется организовать питание целого ряда устройств и реле цепей защиты. Для этого применяется трансформатор тока — электротехническое устройство, предназначенное для уменьшения первичного тока (тока измеряемой рабочей цепи) до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, находящихся во вторничной цепи. К нему подключаются следующие устройства: амперметры, преобразователи тока, обмотки токовых реле, счетчиков, ваттметров и другие.

Технические характеристики и режим работы

Основным параметром трансформатора тока является его коэффициент трансформации, то есть кратность первичного тока ко вторичному. Ряд первичных токов включает следующие значения: 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000 (А).

С целью унификации и стандартизации всего выпускаемого измерительного и защитного оборудования существует стандартная величина вторичного тока — это 5 А. Соответственно, коэффициент трансформации определяется так: Kт= 400/5= 80.

Трансформатор тока работает в режиме близкому к короткому замыканию, т.к. сумма сопротивлений последовательно подключенных приборов защиты не превышает несколько десятых долей Ом. 

Не менее важной задачей, которую как раз и решает трансформатор тока (ТТ) является отделение вторичных цепей измерения и защиты от силовых цепей высокого напряжения и, следовательно, обеспечение безопасности работы с устройствами измерения и защиты.

Применение

Кроме основных задач, описанных выше, трансформаторы тока применяются при косвенном подключении счетчиков электрической энергии. Это обусловлено тем, что счетчики при прямом включении в сеть с большими рабочими токами выйдут из строя. Поэтому возникает необходимость в снижении измеряемых рабочих токов до приемлемых величин, например,  до стандартных 5 Ампер.

Современный рынок предлагает решения совместимые как с  проводами, так и с шинами.

Важное замечание

Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока не допускается при протекании рабочих токов в первичной обмотке. При разомкнутой вторичной цепи ТТ ЭДС может достигать 1000 В и более, что крайне опасно для обслуживающего персонала. Поэтому при замене  аппарата, включенного в цепь трансформатора тока, необходимо сначала замкнуть накоротко (шунтировать) измерительную обмотку ТТ, а затем производить отключение вышедшего из строя прибора. Поэтому измерительную (вторичную) обмотку трансформатора тока необходимо заземлить для исключения появления высокого напряжения на выводах И1 И2.

Трансформаторы тока выполняют не только важные задачи  отделения защитных цепей от силовых и унификации оборудования, но и применяются при подключении счетчиков электроэнергии в сетях с большими рабочими токами, где прямое включение невозможно.

Трансформаторы тока, Приборы контроля, учета и измерения, заказ, дёшево

Назначение

• Для получения слаботочного сигнала, пропорционального протекающему по силовой цепи току в сетях до 0,66кВ 50 Гц.

Применение

• В схемах контроля энергопотребления с помощью измерительных приборов, учёта энергопотребления, управления средствами автоматами и защиты.

Материалы

• Корпус из негорючего самозатухающего пластика.

Преимущества

• Все трансформаторы внесены в государственный реестр средств измерений и имеют свидетельство типа CN.C.34.004.A №36109.
• Все трансформаторы поверенные и имеют соответствующие штампы на корпусе и в паспорте.
• Ассортимент трансформаторов ТТН класса точности 0,5 очень широк и охватывает ряд востребованных исполнений, таких как ТТН-Ш: 300-1000А; ТТН60; ТТН100 и ТТН125,  отсутствующих у ряда российских производителей
• Клеммные зажимы вторичной обмотки закрыты прозрачной крышкой, что обеспечивает электробезопасность при эксплуатации.
• Возможность пломбировки крышки вторичной обмотки, что позволяет исключить несанкционированное подключение к ней.
• Возможность подключения как медных, так и алюминиевых проводников к трансформаторам тока ТТН-Ш со встроенной шиной.

Конструкция

• Неразборная конструкция корпуса.
• Способы монтажа: на шину с помощью специальной фиксирующей распорки или на монтажную панель щитка и использованием специальных кронштейнов.
• Универсальное окно, позволяющее подключать внешние шины различных размеров и конфигураций в трансформаторах тока ТТН без встроенной шины.
• В комлектацию входят 4 кронштейна для крепления трансформатора тока на монтажную панель, крепежная планка для крепления на шину и 2 винта с пластиковыми наконечникам к ней, а также инструкция.
• Подробная инструкция по монтажу и эксплуатации позволяет легко монтировать трансформатор.

Таблица аналогов

Габаритные размеры

Измерительные трансформаторы тока со встроенными преобразователями вторичного сигнала — Энергетика и промышленность России — № 22 (186) ноябрь 2011 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 22 (186) ноябрь 2011 года

Автоматизация таких процессов осуществляется с помощью компьютерной техники и в связи с этим электрические сигналы, поступающие от ИТТ, должны быть в диапазоне электрических сигналов, применяемых для данной техники. Ток должен быть в диапазоне от 0 до 20 mА или от 4 до 20 mА, а напряжение – от 0 до 10 В. Обычно вторичный ток измерительных трансформаторов тока равен 5 А или 1 А, поэтому для их применения в этих целях необходимо присоединение конверторов. Конечно, возможно использование отдельного ИТТ и отдельного конвертора для получения соответствующего сигнала, однако «интеллигентные трансформаторы» имеют целый ряд преимуществ перед обычными ИТТ и конверторами:

• последовательное присоединение ИТТ и конвертора приводит к понижению класса точности такой системы за счет сложения двух погрешностей измерений – отдельно ИТТ и конвертора. Суммарная погрешность измерений в таких системах может составлять 3‑5 процентов.

Применение «интеллигентных трансформаторов тока» позволяет повысить класс точности измерений до 0,5. Последнее достигается за счет того, что проводится калибровка ИТТ вместе со встроенным в него конвертором одновременно
• применение «интеллигентных трансформаторов тока» позволяет значительно сократить время монтажа, а также требует меньше места для монтажа. Кроме того, значительно сокращается число соединяемых проводов и, следовательно, возможность их обрыва. Все это достигается за счет того, что в «интеллигентных трансформаторах тока» ИТТ и конвертор выполняются в одном корпусе.

Рассмотрим несколько типов обычных «интеллигентных трансформаторов тока» шинного типа.

Тип А 

Его, в основном, применяют в различных технологических процессах совместно с PLC (Programmable logic controller) для контроля величины тока, проходящего через электродвигатели.

Тип B

Этот трансформатор тока не требует вспомогательного напряжения, и поэтому он идеален для простого и точного измерения.

Тип C

Этот трансформатор тока в зависимости от пожелания заказчика может выдавать вторичный сигнал как в миллиамперах (4‑20 mА стандартный) и (0‑20 mА), так и в вольтах (0‑10 В). Он требует вспомогательного напряжения ~ 220 В, которое гальванически разделено от основной вторичной цепи.

Тип D

Этот трансформатор имеет одновременно три выходных вторичных сигнала 3 х (4‑20 mA) или
3 х (0‑20 mA) или 3 х (0‑10 В). Он также требует вспомогательного напряжения 220 В.

Тип E

С помощью этого измерительного трансформатора, а также PLC (Programmable logic controller) возможно измерять и контролировать электрическую мощность, поэтому он идеален для такого применения.

В заключение хотелось бы представить также измерительные трансформаторы тока со встроенными реле. Их применение в технике позволяет контролировать работу электрооборудования в различных технологических процессах и обладает рядом преимуществ, указанных выше для «интеллигентных трансформаторов».

Тип G

В отличие от предыдущего типа ИТТ, этот тип ЕМ 305 позволяет регулировать величину тока срабатывания, а также имеет более короткое время включения и выключения.

Тип F

Этот ИТТ применим для переменного тока не более 100 А с фиксированным током срабатывания реле – 0,5А. По желанию заказчика возможно изготовление ИТТ и с другим фиксированным током срабатывания. Трансформатор использует вспомогательное напряжение – 24 В (DC), возможно также изготовление ИТТ со вспомогательным напряжением 110 В (DC). Срабатывание реле фиксируется также оптически, с помощью встроенного диода.

Назначение, устройство и схема трансформаторов тока

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 7.4k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Назначение трансформаторов тока заключается в преобразовании (пропорциональном уменьшении) измеряемого тока до значений, безопасных для его измерения. Другими словами, трансформаторы тока расширяют пределы измерения измерительных приборов – электросчётчиков.

Простой пример необходимости использования трансформаторов тока – когда ввиду большой потребляемой мощности, значение измеряемого тока превышает допустимое, безопасное для прибора учёта. Т. е. при прямом включении нагрузки такой потребляемой мощности, токовые катушки счётчика попросту сгорят, что приведёт к его выходу из строя.

В этом случае электросчётчик подключается через трансформаторы тока. См. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКОВ.

Устройство и схема трансформатора тока. Основной элемент конструкции трансформатора тока – это магнитопровод с двумя несвязанными между собой обмотками (первичная W1 и вторичная W2).

Первичная обмотка – имеет большее сечение и меньшее количество витков,  включается последовательно – в разрыв цепи (контакты Л1 и Л2), вторичная – к токовым катушкам электросчётчика (контакты И1, И2).

Первичная обмотка трансформатора тока может быть рассчитана  на ток от 5 до 15 000 А. Вторичная, включаемая в измерительную цепь – обычно, на 5 А. Их отношение (тока первичной обмотки к токам вторичной) называют коэффициентом трансформации.

Таким образом, для правильного расчёта потреблённой электроэнергии разницу в показаниях электросчётчика нужно умножить на коэффициент трансформации. Например, для трансформаторов тока 100/5, коэффициент трансформации будет равен 20.

Стоит заметить, что по исполнению и способу подключения в качестве  первичной обмотки трансформатор тока может иметь проходную шину, которая проходит через его корпус, или-же отсутствовать вовсе. В этом случае имеется «окно» – отверстие, в которое пропускается питающий провод или шина.

Применение трансформаторов тока должно быть обоснованным, т. к. предполагает  дополнительные материальные расходы, помимо затрат на их  приобретение.

Согласно новых правил, при наличии в измерительном комплексе трансформаторов тока и трансформаторов напряжения для ввода в эксплуатацию электроустановки необходим паспорт-протокол измерительного комплекса.

Паспорт-протокол измерительного комплекса должен выдаваться после соответствующей проверки лицензированной организацией – электролабораторией, зарегистрированной в Ростехнадзоре.

Документ этот далеко не бесплатный, кроме того, периодически требующий продление. Таким образом, применение трансформаторов тока в измерительных цепях электроустановок целесообразно, скорее, на крупных предприятиях с действительно большой нагрузкой.

В быту же, проще всего установить электросчётчик прямого включения, т. е. обойтись без трансформаторов тока. В настоящее время выпускаются трёхфазные электросчётчики с номинальным электрическим током до 100 А.

Электросчётчик с таким резервом по амперажу способен выдержать практическую любую нагрузку, применяемую в быту. Никакой дополнительной документации и измерений и в этом случае не требуется.

Трансфоматоры тока- устройство и сборка схемы.

Работа и устройство трансформаторов тока.

Трансформаторы тока. Подключение. Ассортимент

Lovato Electric | Energy and Automation

Choose your country Выберите страну…Глобальный сайт—————-CanadaChinaCroatiaCzech RepublicGermanyFranceItalyPolandRomaniaSpainSwitzerlandTurkeyUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited States—————-AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua And BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia And HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (keeling) IslandsColombiaComorosCongoCongo, The Democratic Republic Of TheCook IslandsCosta RicaCote D’ivoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland Islands (malvinas)Faroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Southern TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-bissauGuyanaHaitiHeard Island And Mcdonald IslandsHoly See (vatican City State)HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaInternationalIran, Islamic Republic OfIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Democratic People’s Republic OfKorea, Republic OfKosovoKuwaitKyrgyzstanLao People’s Democratic RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedonia, The Former Yugoslav Republic OfMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Federated States OfMoldova, Republic OfMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian Territory, OccupiedPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Kitts And NevisSaint LuciaSaint Pierre And MiquelonSaint Vincent And The GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome And PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia And The South Sandwich IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard And Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, Province Of ChinaTajikistanTanzania, United Republic OfThailandTogoTokelauTongaTrinidad And TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks And Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited StatesUnited States Minor Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaViet NamVirgin Islands, BritishVirgin Islands, U.s.Wallis And FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe

LOVATO Electric S.p.A. Via Don E. Mazza, 12 — 24020 Gorle (BG) ITALY Cap. Soc. Vers. Euro 3.200.000 Cod. Fisc. e Part. IVA n. 01921300164 ID. NO. IT 01921300164

Проверка трансформаторов тока с использованием комплекса РЕТОМ-21

Построение ВАХ трансформаторов тока

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

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

Рис. 1. Типовая вольт-амперная характеристика ТТ

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

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

1. Источник напряжения должен обладать высокой мощностью.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 3. Некорректное отключение источника напряжения

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

Рис. 4. Петля гистерезиса магнитопровода ТТ

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

Рис. 5. Корректное отключение источника

Определение однополярных выводов первичной и вторичной обмоток

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

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

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

Проверка коэффициента трансформации ТТ

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

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

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

Рис. 9. Схема подключения ТТ  для проверки коэффициента трансформации

Испытание электрической прочности и сопротивления изоляции

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

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

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

– сокращаются трудозатраты и время проведения проверок;

– возможность проверки любых ТТ;

– возможность проверки ТТ без использования дополнительных вспомогательных приборов;

– достоверность получаемых результатов.

Список литературы

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

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

Трансформаторы тока | Ньюарк

Понимание соотношения, полярности и класса

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

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

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

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

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

ТТ с разомкнутой цепью

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

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

Типы трансформаторов тока

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

Оконные и линейные трансформаторы тока — это наиболее распространенные трансформаторы тока, встречающиеся в полевых условиях. Фото: ABB

1. Окно CT

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

Для установки оконных трансформаторов тока со сплошной сердцевиной необходимо отключить первичный провод. Трансформаторные трансформаторы тока с разделенным сердечником и окном могут быть установлены без предварительного отсоединения первичного проводника и обычно используются в приложениях для мониторинга и измерения мощности.

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

Оконный трансформатор тока нулевой последовательности

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

2. Стержневой КТ

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

Барный трансформатор тока

3.Втулка CT

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

SF6 вводов ТТ 110 кВ. Фото: Викимедиа

4. Рана КТ

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

Трансформаторы тока этого типа имеют очень высокую нагрузку , и при использовании трансформаторов тока с обмоткой следует уделять особое внимание нагрузке на ТТ источника.

Класс напряжения ТТ

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

Коэффициент ТТ

Коэффициент ТТ — это отношение первичного токового входа к вторичного токового выхода при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 300: 5 рассчитан на 300 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить 5 ампер вторичного тока , когда через первичную обмотку протекает 300 ампер.

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

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

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

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

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

CT Полярность

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

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

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

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

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

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

Условные обозначения на электрическом чертеже полярности CT

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

Как проверить полярность ТТ

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

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

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

Связано: Объяснение 6 электрических испытаний трансформаторов тока

CT Класс точности

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

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

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

Точность измерения ТТ

 I  вторичный  = CT  Коэффициент витков  × I  первичный 

CT  Передаточное число  = Обороты  первичный  / Обороты  вторичный