Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения

Назначение и принцип действия трансформатора напряжения

Измерительный трансформатор напряжения служит для понижения высокого напряжения, подаваемого в установках переменного тока на измерительные приборы и реле защиты и автоматики.

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чему обеспечивается безопасность их обслуживания.

Трансформаторы напряжения широко применяются в электроустановках высокого напряжения, от их работы зависит точность электрических измерений и учета электроэнергии, а также надежность действия релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Измерительный трансформатор напряжения по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из стального сердечника, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток.

На рис. 1,а показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение U1, а на напряжение вторичной обмотки U2 включен измерительный прибор. Начала первичной и вторичной обмоток обозначены буквами А и а, концы — X и х. Такие обозначения обычно наносятся на корпусе трансформатора напряжения рядом с зажимами его обмоток.

Отношение первичного номинального напряжения к вторичному номинальному напряжению называется номинальным коэффициентом трансформации трансформатора напряжения Кн = U1 ном / U2 ном

Рис. 1. Схема и векторная диаграмма трансформатора напряжения: а — схема, б — векторная диаграмма напряжений, в — векторная диаграмма напряжений

При работе трансформатора напряжения без погрешностей его первичное и вторичное напряжение совпадают по фазе и отношение их величин равно K н. При коэффициенте трансформации K н=1 напряжение U 2 =U 1 (рис. 1,в).

Условные обозначения: З — один вывод заземляется; О — однофазный; Т — трехфазный; К — каскадный или с компенсационной обмоткой; Ф — с фарфоровой наружной изоляцией; М — масляный; С — сухой (с воздушной изоляцией); Е — емкостный; Д — делитель.

Выводы первичной обмотки (ВН) имеют обозначения А, Х для однофазных и A, B, С, N для трехфазных трансформаторов. Выводы основной вторичной обмотки (НН) имеют соответственно обозначения a, x и a, b, c, N, выводы вторичной дополнительной обмотки — ад и хд.

Начала первичных и вторичных обмоток присоединяются соответственно к выводам А, В, С и а, b, с. Основные вторичные обмотки соединяются обычно в звезду (группа соединения 0), дополнительные — по схеме разомкнутого треугольника. Как известно, в нормальном режиме работы сети напряжение на зажимах дополнительной обмотки близко к нулю (напряжение небаланса Uнб = 1 — 3 В), а при замыканиях на землю равно утроенному значению 3UО напряжения нулевой последовательности UО фазы.

В сети с заземленной нейтралью максимальное значение 3U равно фазному напряжению, с изолированной — утроенному фазному напряжению. Соответственно дополнительные обмотки выполняются на номинальное напряжение Uном = 100 В и 100/3 В.

Номинальным напряжением ТV называется номинальное напряжение его первичной обмотки; это значение может отличаться от класса изоляции. Номинальное напряжение вторичной обмотки принимается равным 100, 100/3 и 100/3 В. Как правило, трансформаторы напряжения работают в режиме холостого хода.

Измерительные трансформаторы напряжения с двумя вторичными обмотками

Трансформаторы напряжения с двумя вторичными обмотками, кроме питания измерительных приборов и реле, предназначаются для работы на устройствах сигнализации замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью или на защиту от замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью.

Схема трансформатора напряжения с двумя вторичными обмотками показана на рис. 2,а. Выводы второй (дополнительной) обмотки, используемой для сигнализации или защиты при замыканиях на землю, обозначены ад и хд.

На рис. 2,6 приведена схема включения трех таких трансформаторов напряжения в трехфазной сети. Первичные и основные вторичные обмотки соединены в звезду. Нейтраль первичной обмотки заземлена. На измерительные приборы и реле от основных вторичных обмоток могут быть поданы три фазы и нуль. Дополнительные вторичные обмотки соединены по схеме разомкнутого треугольника. От них на устройства сигнализации или защиты подается сумма фазных напряжений всех трех фаз.

При нормальной работе сети, в которой включен трансформатор напряжения, эта векторная сумма равна нулю. Это видно из векторных диаграмм рис. 2,в, где Uа, Vв и Uc — векторы фазных напряжений, приложенных к первичным обмоткам, a Uaд, У b д и Ucд — векторы напряжений первичной н вторичной дополнительной обмотки. напряжений на вторичных дополнительных обмотках, совпадающие по направлению с векторами на соответствующих первичных обмотках (так же, как на рис. 1,в).

Рис. 2. Трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками. а — схема; б — включение в трехфазную цепь; в — векторная диаграмма

Сумма векторов Uaд, U b д и Ucд получена путем их совмещения соответственно схеме соединения дополнительных обмоток, при этом принималось, что стрелки векторов как первичных, так и вторичных напряжений соответствуют началам обмоток трансформатора.

Результирующее напряжение 3U0 между концом обмотки фазы С и началом обмотки фазы А па диаграмме равно нулю.

В действительных условиях обычно на выходе разомкнутого треугольника имеется ничтожно малое напряжение небаланса, не превышающее 2 — 3% номинального напряжения. Этот небаланс создается всегда имеющимися незначительной несимметрией вторичных фазных напряжений и небольшим отклонением формы их кривой от синусоиды.

Читайте так же:
Кому платить за техническое обслуживание общедомовых счетчиков

Напряжение, обеспечивающее надежную работу реле, приключаемых к цепи разомкнутого треугольника, возникает только при замыканиях на землю со стороны первичной обмотки трансформатора напряжения. Так как замыкания на землю связаны с прохождением тока через нейтраль, появляющееся при этом напряжение на выходе разомкнутого треугольника согласно методу симметричных составляющих называют напряжением нулевой последовательности и обозначают 3U0. В этом обозначении цифра 3 указывает, что напряжение в данной цепи является суммарным для трех фаз. Обозначение 3U0 применяется также и для выходной цепи разомкнутого треугольника, подаваемой на реле сигнализации или защиты (рис. 2,6).

Рис. 3. Векторные диаграммы напряжений первичной и вторичной дополнительной обмоток при однофазном замыкании на землю: а — в сети с заземленной нейтралью, б — в сети с изолированной нейтралью.

Наибольшее значение напряжение 3U0 имеет при однофазном замыкании на землю. При этом следует иметь в виду, что максимальная величина напряжения 3U0 в сети с изолированной нейтралью значительно, больше, чем в сети с заземленной нейтралью.

Распространенные схемы включения измерительных трансформаторов напряжения

Простейшая схема с использованием одного однофазного трансформатора напряжения, показанная на рис. 1,а, применяется в пусковых шкафах двигателей и на переключательных пунктах 6 — 10 кВ для включения вольтметра и реле напряжения устройства АВР.

На рис.4 приведены схемы включения однофазных трансформаторов напряжения с одной обмоткой для питания трехфазных вторичных цепей. Группа из трех соединенных по схеме звезда — звезда однофазных трансформаторов, показанная на рис. 4,а, применяется для питания измерительных приборов, счетчиков и вольтметров контроля изоляции в электроустановках 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью и неразветвленной сетью, где не требуется сигнализация возникновения однофазных замыканий на землю.

Для обнаружения «земли» по этим вольтметрам они должны показывать величины первичных напряжений между фазами и землей (см. векторную диаграмму на рис. 3,6). Для этого нуль обмоток ВН заземляется и вольтметры включаются на вторичные фазные напряжения.

Так как при однофазных замыканиях на землю трансформаторы напряжения могут длительно находиться под линейным напряжением, их номинальное напряжение должно соответствовать первичному междуфазному напряжению. Вследствие этого в нормальном режиме при работе под фазным напряжением мощность каждого трансформатора, а следовательно, и всей группы понижается в √ 3 раз . Поскольку в схеме заземлен нуль вторичных обмоток, предохранители во вторичной цепи установлены во всех трех фазах.

Рис. 4. Схемы включения однофазных измерительных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой: а — схема звезда — звезда для электроустановок 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью, б — схема открытого треугольника для электроустановок 0,38 — 10 кВ, в — то же для электроустановок 6 — 35 кВ, г — включение трансформаторов напряжения 6 -18 кВ по схеме треугольник — звезда для питания устройств АРВ синхронных машин.

На рис. 4, 6 и в трансформаторы напряжения, предназначенные для питания измерительных приборов, счетчиков и реле, включаемых на междуфазные напряжения, включены по схеме открытого треугольника. Эта схема обеспечивает симметричные междуфазные напряжения Uab , Ubc, U c a при работе трансформаторов напряжения в любом классе точности.

Особенность схемы открытого треугольника это недоиспользование мощности трансформаторов, так как мощность такой группы из двух трансформаторов меньше мощности группы из трех соединенных в полный треугольник трансформаторов не в 1,5 раза, а в √ 3 раз.

Схема рис.4,б применяется для питания неразветвленных цепей напряжения электроустановок 0,38 -10 к В , что позволяет устанавливать заземление вторичных цепей непосредственно у трансформатора напряжения.

Во вторичных цепях схемы, показанной на рис. 4,в, вместо предохранителей установлен двухполюсный автомат, при срабатывании которого блок-контакт замыкает цепь сигнала » обрыв напряжения » . Заземление вторичных обмоток выполнено на щите в фазе B, которая дополнительно заземлена непосредственно у трансформатора напряжения через пробивной предохранитель. Рубильник обеспечивает отключение вторичных цепей от трансформатора напряжения с видимым разрывом. Эта схема применяется в электроустановках 6 — 35 кв при питании разветвленных вторичных цепей от двух и более трансформаторов напряжения.

На рис. 4 ,г трансформаторы напряжения включены по схеме треугольник — звезда, обеспечивающей вторичное линейное напряжение U = 173 В , что необходимо для питания устройств автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных генераторов и компенсаторов. С целью повышения надежности работы АРВ предохранители во вторичных цепях не устанавливаются, что допускается ПУЭ для неразветвленных цепей напряжения.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Объявления

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

Учет электроэнергии

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 8

1 Тема от neo715 2013-11-27 15:06:09

  • neo715
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-11-27
  • Сообщений: 3
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Тема: Учет электроэнергии

ПУ подключен по схеме с двумя ТТ и одним 3-х фазным 100 вольтовым ТНом, векторка правильная, прямое чередование. По схеме установленной производителем ПУ необходимо подключить нейтраль с ТНа
Что будет если к ПУ не подвести нейтраль с ТНа, будет ли недоучет и если будет то сколько примерно в процентах?

2 Ответ от doro 2013-11-27 15:34:09

  • doro
  • свободный художник
  • Неактивен
  • Откуда: г. Краснодар
  • Зарегистрирован: 2011-01-08
  • Сообщений: 9,554
Re: Учет электроэнергии

А нельзя ли схему соответствующую привести? Что-то игра «в темную» как-то здесь неуместна.

3 Ответ от SVG 2013-11-27 15:51:45

  • SVG
  • guest
  • Неактивен
  • Откуда: Гондурас
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 3,594
Re: Учет электроэнергии

В данном случае и без схемы понятно. Сказать будет «недоучёт» или «переучёт» невозможно., т.к. невозможно предугадать, в какую сторону измеренные счётчиком фазные напряжения будут отличаться от реальных. Практика показывает, что погрешность измерений увеличивается примерно вдвое. Как в одну, так и в другую сторону. Для такого включения были»специально обученные» двухэлементные счётчики. Но нынче не слышал, чтоб таковые выпускались. А трёхэлементному ноль напряжения обязателен. Ради интереса измерьте напряжение между 10 клеммой счётчика, висящей в воздухе, и нулём ТН.

Читайте так же:
Установка кода счетчика wordpress

4 Ответ от ksa 2013-11-29 17:06:19

  • ksa
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-04-18
  • Сообщений: 75
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Учет электроэнергии

Схема называется 2Ф3П — двухфазная трепроводная, применяется в системах с изолированной нейтралью. Подключение ноля ТН ничего не даст, в этой схеме не предусматривается пофазный учет, нет у Вас ТТ в ф.В.
Но если в ПУ применены трехэлементные счетчики то необходимо в ф.В включить ноль ТТ, иначе 30% недоучета гарантировано, но и при этом в этих сетях ноль ТН не нужен. Даже если бы у Вас было 3 ТТ, то и в этом случае для этих сетей ноль не обязателен. Другое дело сети с заземленной нейтралью, когда появляется возможность потреблять только по одной фазе и тут ноль обязателен. Есть предложение внимательно перечитать инструкцию производителя, не обижайтесь, многие могли бы Вам помочь, но исходных данных мало

5 Ответ от SVG 2013-11-29 20:48:16

  • SVG
  • guest
  • Неактивен
  • Откуда: Гондурас
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 3,594
Re: Учет электроэнергии

но и при этом в этих сетях ноль ТН не нужен.

Вы уверены, что не нужен? Почему-то при подключении нуля ТН у всех счётчиков на секции шин небаланс снижается на 1-1,5%. Хотя небаланса лучше 0,5-0,9% с ТТ кл 0,5s и счётчиками кл.0,5 добиться не удаётся, но тому причины вполне объективные. Ноль ТН может и не нужен. Но тогда в фазу В счётчика ток можно не заводить, а фазу В напряжения дать на вывод 10 (ноль напряжения) счётчика. на напряженческий вывод «В» счётчика тоже ничего не давать. Тогда работает в классе. Иначе из-за смещения нуля счётчика погрешность становится больше, чем заявлена. У них таки измеряются фазные напряжения.

6 Ответ от ksa 2013-11-29 21:56:46

  • ksa
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-04-18
  • Сообщений: 75
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Учет электроэнергии

Интересное предложение, надо будет попробовать, я еще так не издевался над счетчиками . Но есть сомнение, а именно, та самая клемма 10 есть нулевая точка звезды обмоток U счетчика, и что получается при подключении к ней ф.В, А-N, C-N превращаются в АВ и ВС, и обмотка Uф (57,7В) счетчика окажется под U 100В. Конечно у них есть перегрузочная способность и по току и по напряжению, но длительно терпеть вместо фазного U линейное?
Несомненно Вы правы, счетчик считает по фазному U, но он их берет из подкл линейных, относительно именно той самой 10 клеммы, и подключенный к ней нулевой провод в сетях с изолированной нейтралью что даст? Да и нет его в РУ, обычно АВС, но если есть то почему бы и не подключить, хуже не будет.
А приведенные Вами цифры небаланса это расчетные или реально полученные?
А по поводу тока ф.В, я имел ввиду трехэлементный счетчик, проверено на практике, но при стандартном подключении фаз U.

7 Ответ от SVG 2013-11-30 00:05:48

  • SVG
  • guest
  • Неактивен
  • Откуда: Гондурас
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 3,594
Re: Учет электроэнергии

Конечно у них есть перегрузочная способность и по току и по напряжению, но длительно терпеть вместо фазного U линейное?

Евроальфы терпели такое издевательство. Есть счётчики, которые не терпят, но они и при земле в сети 10 кВ горят. У большинства измерительная цепь сидит на фазном напряжении, а питатели — на линейных.

и подключенный к ней нулевой провод в сетях с изолированной нейтралью что даст?

Теретически, вроде как ничего. Практически — процент набегает.

Да и нет его в РУ, обычно АВС,

Вот проблема. Практически всегда в КРУ есть свободная шинка, которую можно задействовать под ноль. А можно и пробросить. Не так страшно, как кажется.

А приведенные Вами цифры небаланса это расчетные или реально полученные?

Реальные. Как можно небаланс рассчитать? Только прикинуть общую погрешность системы измерений. Получается около 0,8% для точки учёта. Как диспетчера считают, так они ещё на количество фидеров полученный процент делят. Получается, чем больше секция, тем меньше небаланс. Т.е для секции на 10 отходящих получится максимальный расчётный небаланс меньше 0,1%. Так не бывает. Эти самые небалансы по 0,5-0,9% получаются только там, где есть АСКУЭ и, соответственно, нет проблем с достоверностью съёма показаний персоналом. Правда, не везде. Есть с АСКУЭ и процентом около 2-3. И что им не хватает, пока не ясно. Но это всё так, по памяти. Могу поприставать к своим, повыяснять конкретные цифры.

А по поводу тока ф.В, я имел ввиду трехэлементный счетчик,

8 Ответ от Sergei Shumkov 2013-11-30 19:23:40 (2013-11-30 19:24:15 отредактировано Sergei Shumkov)

  • Sergei Shumkov
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-11-09
  • Сообщений: 271
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Учет электроэнергии

По схеме установленной производителем ПУ необходимо подключить нейтраль с ТНа
Что будет если к ПУ не подвести нейтраль с ТНа, будет ли недоучет и если будет то сколько примерно в процентах?

Так как вы не показали ни схему ПУ , ни схему счетчика, то можно посоветовать — выполняйте требование производителя ПУ, подводите нейтраль с ТН.

Читайте так же:
Бланк для списания счетчиков

Но на практике встречается подключение учета без нейтрали ТН. Например : http://mec26.ru/kat/kat_9.html Рисунок 6. Схема электрическая принципиальная ПУ-10.

Или подключение счетчика СЭТ
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/60000/0/60474/thumb/p18akt41mv3v8g5lst41akndm41.jpg

В этой статье решил подробно рассмотреть схемы подключения однофазных и трехфазных счетчиков.

Для начала надо сразу сказать, что электросчетчики могут быть нескольких типов подключения — прямого (непосредственного) включения, через трансформаторы тока, через трансформаторы тока и измерительные трансформаторы напряжения. В быту подавляющее большинство счетчиков, будь то однофазных или трехфазных, имеют схему прямого включения. Это обусловлено тем, что величина тока нагрузки не превышает 100 А. В случае, если величина протекающего тока более 100 А используется схема полукосвенного включения с трансформаторами тока. Схема косвенного включения с трансформаторами тока и измерительными трансформаторами напряжения применяется в сетях 6 (10) кВ и выше, поэтому в данной статье не рассматривается.

Схема прямого подключения электросчетчика

Подключение однофазного электросчетчика

Самая распространенная и простая схема прямого подключения однофазного счетчика. Практически все однофазные счетчики подключаются именно по этой схеме, очень редко может использоваться схема полукосвенного включения.

На первую клемму счетчика приходит фазный провод. Со второй клеммы фаза уходит на нагрузку. На третью клемму подключен нулевой ввод, с четвертой нулевой провод идет на нагрузку.

Схема подключения счетчика всегда указывается на обратной стороне крышки, закрывающей клеммную колодку.

Подключение трехфазного электросчетчика

Схема подключения трехфазного счетчика прямого включения не сильно отличается от схемы однофазного.

На клемму 1 приходит фаза А (желтый). Со 2 клеммы фаза А (желтый) уходит на нагрузку. На 3 клемму приходит фаза B (зеленый). С 4 клеммы фаза B (зеленый) уходит в нагрузку. На 5 клемму приходит фаза С (красный). С 6 клеммы фаза С (красный) уходит. 7 и 8 клеммы — нулевой провод.

При подключении важно соблюдать правильное чередование фаз и цветовую маркировку.

Схемы полукосвенного подключения электросчетчика

Как я уже сказал выше, полукосвенное подключение через трансформаторы тока применяется в случае, если величина тока нагрузки превышает 100 А. В данной схеме трансформаторы тока предназначены для преобразования первичного тока нагрузки до значений, безопасных для его измерений. Такие схемы сложнее, чем прямого включение и требуют определенных знаний и навыков.

При подключении счетчика через трансформаторы тока необходимо соблюдать полярность начала и конца обмоток трансформатор, как первичной (Л1, Л2), так и вторичной (И1, И2). Общую точку вторичных обмоток трансформаторов необходимо заземлять.

Схема с подключением трансформаторов тока в «звезду»

Фазы А, B, C приходят на клеммы Л1 первичной обмотки трансформаторов тока ТТ1, ТТ2 и ТТ3. От Л1 ТТ1 подключается клемма 2 счетчика, от Л1 ТТ2 — клемма 5 счетчика и от Л1 ТТ3 — клемма 8 счетчика. Клеммы Л2 всех ТТ подключаются к нагрузке.

Клемма 1 счетчика подключается к началу вторичной обмотки И1 ТТ1, клемма 4 — к контакту И1 ТТ2 и клемма 7 — к контакту И1 ТТ3. Клеммы 3, 6, 9 и 10 соединены между собой перемычкой и подключены к нейтральному проводу. Все концы вторичной обмотки И2 также соединены между собой и подключаются на 11 клемму.

В цепях с изолированной нейтралью применяется схема с двумя трансформаторами тока (неполная «звезда»).

Десятипроводная схема подключения

Такая схема визуально более наглядная, чем схема соединения «звездой».

В данной схеме фазы А, B, C приходят на клеммы Л1 первичной обмотки трансформаторов тока ТТ1, ТТ2 и ТТ3. Клеммы Л2 всех ТТ подключены к нагрузке. От Л1 ТТ1 подключается клемма 2 счетчика, от Л1 ТТ2 — клемма 5 счетчика и от Л1 ТТ3 — клемма 8 счетчика.

На 1 клемму счетчика заходит начало вторичной обмотки И1 ТТ1, а конец обмотки И2 на 3 клемму счетчика. На 4 клемму приходит начало вторичной обмотки трансформатора И1 ТТ2, конец И2 — на 6 клемму счетчика. На 7 клемму — начало И1 трансформатора ТТ3, на 9 — конец И2 ТТ3. Нулевой проводник отдельным проводом заходит на 10 клемму счетчика, а с 11 клемму уходит на нагрузку.

Схема подключения трехфазного счетчика через испытательную клеммную коробку

В соответствии с действующими Правилами устройства электроустановок — ПУЭ (раздел 1, п.1.5.23) цепи учета электрической энергии необходимо выводить на специальные зажимы или испытательные коробки.

Коробка испытательная переходная применяется для подключения трехфазных индукционных и электронных счетчиков, обеспечивая закорачивание вторичных цепей измерительных трансформаторов тока, отключение токовых цепей и цепей напряжения в каждой фазе счетчиков при их замене, а также включение образцового счетчика для поверки без отключения нагрузки потребления.

Схема подключения через испытательную клеммную коробку

Выбор трансформаторов тока

Номинальный ток вторичных обмоток трансформатора обычно выбирается 5А. Номинальный ток первичной обмотки выбирается по расчетной нагрузке с учетом работы в аварийном режиме.

Согласно ПУЭ 1.5.17 допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации:

Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

Например электроустановка в нормальном режиме потребляет 140А, минимальная нагрузка 14А. Выбираем измерительный трансформатор 200/5. Коэффициент трансформации у него 40.

140/40=3,5А – ток вторичной обмотки при номинальном токе.

5*40/100=2А – минимальный ток вторичной обмотки при номинальной нагрузке.

Из расчета видно, что 3,5А >2А – требование выполнено.

14/40=0,35А – ток вторичной обмотки при минимальном токе.

5*5/100=0,25А – минимальный ток вторичной обмотки при минимальной нагрузке.

Как видим 0,35А>0,25А – требование выполнено.

140*25/100=35А ток при 25%-ной нагрузке.

35/40=0,875 – ток во вторичной нагрузке при 25%-ной нагрузке.

Читайте так же:
Как отключить счетчик чернил canon mp250

5*10/100=0,5А – минимальный ток вторичной обмотки при 25%-ной нагрузке.

Как видим 0,875А>0,5А – требование выполнено.

Из этого делаем вывод, что трансформатор тока с коэффициентом трансформации 200/5 для нагрузки 140А выбран правильно.

При снятии показаний со счетчика с токовыми трансформаторами 200/5 необходимо умножить показания счетчика на 40 (коэффициент трансформации) и получаем реальный расход электроэнергии.

Выбор класса точности ТТ определяется согласно ПУЭ п 1.5.16 — для систем технического учета допускается применение ТТ с классом точности не более 1,0, для расчетного (коммерческого) учета — не более 0,5.

Трансформатор тока

Измерительный трансформа́тор то́ка — представляет собой повышающий трансформатор, предназначенный для преобразования тока [1] большой величины до значения, удобного для измерения. Первичной обмоткой трансформатора тока является проводник с измеряемым переменным током, а ко вторичной подключаются измерительные приборы. Ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке. Число витков во вторичной обмотке берётся с таким расчётом, чтобы рабочий ток в ней равнялся 5А (или в конструкциях, встроенных в мультиметры — единицы миллиампер [2] ).

Трансформаторы тока (далее — ТТ) широко используются как для измерения электрического тока, так и в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем. Помимо своего основного назначения (расширение пределов измерения приборов) трансформаторы тока защищают приборы от разрушительного действия токов короткого замыкания. Трансформаторы тока применяются также для измерений тока (даже небольшой величины) в установках высокого напряжения, часто достигающего сотен киловольт. Непосредственное измерение (без ТТ) означает опасность прикосновения к амперметру, т.е. к находящемуся под высоким напряжением проводу.

К ТТ предъявляются высокие требования по точности. ТТ выполняют с одной, двумя и более группами вторичных обмоток: одна используется для питания устройств РЗиА, другая, более точная — для подключения средств учёта и измерения (например, электрических счётчиков).

Содержание

  • 1 Особенности конструкции
  • 2 Схемы подключения измерительных трансформаторов тока
  • 3 Классификация трансформаторов тока
  • 4 Параметры трансформаторов тока
    • 4.1 Коэффициент трансформации
    • 4.2 Класс точности
  • 5 Обозначения трансформаторов тока
  • 6 Замечания
  • 7 См. также
  • 8 Литература
  • 9 Примечания
  • 10 Ссылки

Особенности конструкции [ править | править код ]

В конструктивном отношении трансформаторы тока выполнены в виде сердечника, шихтованного из холоднокатанной кремнистой трансформаторной стали, на которую наматываются одна или несколько вторичных изолированных обмоток. Первичная обмотка также может быть выполнена в виде катушки, намотанной на сердечник, либо в виде шины. В некоторых конструкциях вообще не предусмотрена встроенная первичная обмотка; первичная обмотка выполняется потребителем путём пропускания провода через специальное окно. Обмотки и сердечник заключаются в корпус для изоляции и предохранения обмоток. В некоторых современных конструкциях ТТ сердечник выполняется из нанокристаллических (аморфных) сплавов для расширения диапазона, в котором трансформатор работает в классе точности.

Вторичные обмотки ТТ (не менее одной на каждый магнитопровод) обязательно нагружаются. Сопротивление нагрузки строго регламентировано требованиями к точности коэффициента трансформации. Незначительное отклонение сопротивления вторичной цепи от номинала, указанного в паспорте ТТ, по модулю полного сопротивления Z или коэффициента мощности cos φ (обычно cos φ = 0,8 индукт.) приводит к возрастанию погрешности преобразования. Обмотка амперметра имеет весьма малое сопротивление, и, следовательно, трансформатор тока работает в условиях, близких к короткому замыканию. Значительное увеличение сопротивления или полное размыкание цепи нагрузки создает высокое напряжение во вторичной обмотке, способное пробить изоляцию трансформатора, что приводит к выходу трансформатора из строя. Полностью разомкнутая вторичная обмотка ТТ не создаёт компенсирующего магнитного потока в сердечнике, что приводит к перегреву магнитопровода, изоляции, её последующего старения и возможному пробою. При этом магнитный поток, созданный первичной обмоткой, имеет очень высокое значение; трансформатор сильно гудит а потери в магнитопроводе нагревают его.

Коэффициент трансформации измерительных трансформаторов тока является их основной характеристикой. Номинальный (идеальный) коэффициент указывается на шильдике трансформатора в виде отношения номинального тока первичной (первичных) обмоток к номинальному току вторичной (вторичных) обмоток, например, 100/5 А или 10-15-50-100/5 А (для первичных обмоток с несколькими секциями витков). При этом реальный коэффициент трансформации несколько отличается от номинального. Это отличие характеризуется величиной погрешности преобразования, состоящей из двух составляющих — синфазной и квадратурной. Первая характеризует отклонение по величине, вторая отклонение по фазе вторичного тока реального от номинального. Эти величины регламентированы ГОСТами и служат основой для присвоения трансформаторам тока классов точности при проектировании и изготовлении. Поскольку в магнитных системах имеют место потери связанные с намагничиванием и нагревом магнитопровода, вторичный ток оказывается меньше номинального (то есть погрешность отрицательная) у всех ТТ. В связи с этим для улучшения характеристик и внесения положительного смещения в погрешность преобразования применяют витковую коррекцию. А это означает, что коэффициент трансформации у таких откорректированных трансформаторов не соответствует привычной формуле соотношений витков первичной и вторичной обмоток.

Схемы подключения измерительных трансформаторов тока [ править | править код ]


Трансформаторы тока обозначаются ТАа, ТАс, или ТА1 , ТА2, а токовые реле КА1, КА2. В трёхфазных сетях с изолированной нейтралью (сети с напряжением 6-10-35 кВ) трансформаторы тока нередко устанавливаются только на двух фазах (обычно фазы A и C). Это связано с отсутствием нулевого провода в сетях 6 −35 кВ и информация о токе в фазе с отсутствующим трансформатором тока может быть легко получена измерением тока в двух фазах. В сетях с глухозаземлённой нейтралью (сети до 1000В) или эффективно заземлённой нейтралью (сети напряжением 110 кВ и выше) ТТ в обязательном порядке устанавливаются во всех трёх фазах.

В случае установки в три фазы вторичные обмотки ТТ соединяются по схеме «Звезда» (рис.1), в случае двух фаз — «Неполная звезда» (рис.2). Для дифференциальных защит силовых трансформаторов с электромеханическими реле трансформаторы подключают по схеме «Треугольник» (для защиты обмотки трансформатора, соединённой в звезду при соединении защищаемого трансформатора «треугольник — звезда», что необходимо для компенсации сдвига фаз вторичных токов с целью уменьшения тока небаланса). Для экономии измерительных органов в цепях защиты иногда применяется схема «На разность фаз токов» (не должна применяться для защиты от коротких замыканий за силовыми трансформаторами с соединением треугольник — звезда).

Читайте так же:
Установка счетчика арендатором за свой счет

Классификация трансформаторов тока [ править | править код ]

Трансформаторы тока классифицируются по различным признакам:

1. По назначению:

  • измерительные;
  • защитные;
  • промежуточные (для включения измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты, для выравнивания токов в схемах дифференциальных защит и т. д.);
  • лабораторные (высокой точности, а также со многими коэффициентами трансформации).

2. По роду установки:

  • для наружной установки (в открытых распределительных устройствах);
  • для внутренней установки;
  • встроенные в электрические аппараты и машины: выключатели, трансформаторы, генераторы и т. д.;
  • накладные — надевающиеся сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора);
  • переносные (для контрольных измерений и лабораторных испытаний).

3. По конструкции первичной обмотки:

  • многовитковые (катушечные, с петлевой обмоткой и с т. н. «восьмёрочной обмоткой»);
  • одновитковые (стержневые);
  • шинные.

4. По способу установки:

  • проходные;
  • опорные.

5. По выполнению изоляции:

  • с сухой изоляцией (фарфор, бакелит, литая эпоксидная изоляция и т. д.);
  • с бумажно-масляной изоляцией и с конденсаторной бумажно-масляной изоляцией;
  • газонаполненные (элегаз);
  • с заливкой компаундом.

6. По числу ступеней трансформации:

  • одноступенчатые;
  • двухступенчатые (каскадные).

7. По рабочему напряжению:

  • на номинальное напряжение свыше 1000 В;
  • на номинальное напряжение до 1000 В.

8. Специальные трансформаторы тока:

  • нулевой последовательности;
  • пояс Роговского.

Параметры трансформаторов тока [ править | править код ]

Важными параметрами трансформаторов тока являются коэффициент трансформации и класс точности.

Коэффициент трансформации [ править | править код ]

Коэффициент трансформации ТТ определяет номинал измерения тока и означает, при каком первичном токе во вторичной цепи будет протекать определённый стандартный ток (чаще всего это 5 А, редко 1 А). Первичные токи трансформаторов тока определяются из ряда стандартизированных номинальных токов. Коэффициент трансформации трансформатора тока обычно записывается в виде отношения номинального первичного тока к номинальному вторичному в виде дроби, например: 75/5 (при протекании в первичной обмотке тока 75 А — 5А во вторичной обмотке, замкнутой на измерительные элементы) или 1000/1 (при протекании в первичной цепи 1000 А, во вторичных цепях будет протекать ток 1 А. Иногда ТТ могут иметь переменный коэффициент трансформации, что возможно пересоединением первичных обмоток из параллельного в последовательное соединение (например, такое решение применяется в трансформаторах тока ТФЗМ-110) либо наличием отводов на первичной или вторичной обмотках (последнее применяется в лабораторных трансформаторах тока типа УТТ) или же изменением количества витков первичного провода, пропускаемого в окно трансформаторов тока без собственной первичной обмотки (трансформаторы тока УТТ).

Класс точности [ править | править код ]

Для определения класса точности ТТ вводятся понятия:

  • погрешности по току Δ I = I 2 − I 1 ′ -I_<1>^<'>>, где I 2 >— действительный вторичный ток, I 1 ′ = I 1 / n ^<'>=I_<1>/n>— приведённый первичный ток, I 1 >— первичный ток, n — коэффициент трансформатора тока;
  • погрешности по углу δ = α 1 − α 2 -alpha _<2>>, где α 1 >— теоретический угол сдвига фаз между первичным и вторичным токами α 1 >= 180°, α 2 >— действительный угол между первичным и вторичным током;
  • относительной полной погрешности ε % = ( | I 1 ′ − I 2 | ) / | I 1 ′ | ^<'>-I_<2>|)/|I_<1>^<'>|>, где | I 1 ′ | ^<'>|>— модуль комплексного приведённого тока.

Погрешности по току и углу объясняются действием тока намагничивания. Для промышленных трансформаторов тока устанавливаются следующие классы точности: 0,1; 0,5; 1; 3, 10Р. Согласно ГОСТ 7746-2001 класс точности соответствует погрешности по току ΔI, погрешность по углу равна: ±40′ (класс 0,5); ±80′ (класс 1), для классов 3 и 10Р угол не нормируется. При этом трансформатор тока может быть в классе точности только при сопротивлении во вторичной цепи не более установленного и тока в первичной цепи от 0,05 до 1,2 номинального тока трансформатора. Добавление после обозначения класса точности трансформаторов тока литеры S (например 0,5 S) означает, что трансформатор будет находиться в классе точности от 0,01 до 1,2 номинального тока. Класс 10Р (по старому ГОСТ Д) предназначен для питания цепей защиты и нормируется по относительной полной погрешности, которая не должна превышать 10 % при максимальном токе КЗ и заданном сопротивлении вторичной цепи. Согласно международному стандарту МЭК (IEС 60044-01) трансформаторы тока должны находится в классе точности при протекании по первичной обмотке тока 0,2—200 % номинального, что обычно достигается изготовлением сердечника из нанокристаллических сплавов.

Обозначения трансформаторов тока [ править | править код ]

Отечественные трансформаторы тока имеют следующее обозначения:

  • первая буква в обозначении «Т» — трансформатор тока;
  • вторая буква — разновидность конструкции: «П» — проходной, «О» — опорный, «Ш» — шинный, «Ф» — в фарфоровой покрышке;
  • третья буква —материал изоляции: «М» — масляная, «Л» — литая изоляция, «Г» — газовая (элегаз).

Далее через тире пишется класс изоляции трансформатора тока, климатическое исполнение и категория установки. Например: ТПЛ-10УХЛ4 100/5А: «трансформатор тока проходной с литой изоляцией с классом изоляции 10 кВ, для умеренного и холодного климата, категории 4 с коэффициентом трансформации 100/5» (читается как «сто на пять»).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector