Трансформатор тока ошибки подключения

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хотел бы рассказать Вам об ошибке при подключении трехфазного электросчетчика, которую я буквально на днях устранил на одной из высоковольтных подстанций.

Ошибка довольно распространенная, поэтому я и решил написать о ней отдельную статью. В общем дело было так.

Отдел учета и планирования энергоресурсов на нашем предприятии передал замечание, что на одном из фидеров имеется недоучет.

Приведу данные об электроустановке.

Распределительное устройство типа КРУ, т.е. комплектное. Напряжение электроустановки 10 (кВ).

С ячейки №11 (см. схему) с помощью силового кабеля ААШВ (3х120) запитан силовой масляный трансформатор мощностью 1000 (кВА).

Как видите, на выкатном элементе (каретке) установлен высоковольтный масляный выключатель ВМПЭ-10 номинальным током 630 (А) с электромагнитным приводом ПЭВ-14.

Кстати, привод ПЭВ-14 достаточно надежный и легко-эксплуатируемый по сравнению с теми же ВИЕЮ-30, ПЭВ-2 или ПС-10. Правда привод ПЭ-11 все равно в моем рейтинге занимает самое первое место.

Трехфазный счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 установлен на двери релейного отсека КРУ-10 (кВ). Там же установлены амперметр и светодиодная лампа «Блинкер не поднят», символизирующая о срабатывании предупредительной или аварийной сигнализации на данном фидере.

Счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 подключен через трансформатор напряжения НТМИ-10 (про НТМИ-10 более подробно читайте здесь), установленный на сборных шинах КРУ (ячейка №15), и два трансформатора тока ТПЛ-10 с коэффициентом 150/5, установленных в кабельном отсеке КРУ, соответственно, в фазах А и С (схема неполной звезды).

Надеюсь, что Вы помните цветовую маркировку шин и проводов в трехфазной сети!? Легко-запоминающаяся аббревиатура «ЖЗК»: желтый цвет — фаза А, зеленый цвет — фаза В, красный цвет — фаза С.

Такую схему подключения я уже подробно рассматривал в одной из своих статей (вот ссылочка). Здесь же речь пойдет несколько о другом.

Итак, перейдем непосредственно к нашей проблеме недоучета.

В первую очередь я решил снять векторную диаграмму, причем не с помощью, недавно приобретенного, вольтамперфазометра ПАРМА ВАФ-А(М), а непосредственно через программу «Конфигуратор».

Актуальную версию программы «Конфигуратор» и прочие драйверы можно скачать с официального сайта Нижегородского научно-производственного объединения имени М.В.Фрунзе (nzif.ru), в зависимости от комплектации Вашего ПК или ноутбука.

Вот изначальный вид векторной диаграммы.

По ней отчетливо видно, что вектор тока фазы А (желтого цвета) находится явно не на своем месте (значительно опережает вектор напряжения фазы А), т.е. он как-бы перевернут на 180°, что и подтверждается отрицательной активной мощностью «-13,79 (Вт)» (выделил красной окружностью). Вектор тока фазы В тоже опережает вектор напряжения фазы В, но это по причине тока в фазе А, т.к. фаза В здесь мнимая (схема неполной звезды).

Вектор полной мощности находится в нижнем IV квадранте: активная мощность имеет положительный характер Р=21,58 (Вт), а реактивная — отрицательный Q=-27,82 (ВАР). Это означает то, что реактивная энергия на этом фидере как-бы генерируется. Так быть не должно, ведь это обычный трансформаторный фидер и никаких компенсирующих устройств на этой отходящей линии нет.

Старшему мастеру оперативного персонала я подал заявку на вывод фидера в ремонт, потому что в любом случае нужен доступ к трансформаторам тока. Оперативный персонал, согласно задания наряда-допуска, подготовил рабочее место: отключил масляный выключатель, выкатил каретку, включил заземляющие ножи на кабель 10 (кВ), а также выполнил все остальные необходимые технические мероприятия. Более подробно и наглядно о технических мероприятиях я рассказывал в статье про вывод в ремонт масляного выключателя, правда в распределительном устройстве КСО, а не КРУ, но суть одинаковая.

После этого оперативный персонал произвел первичный допуск нашей бригады на подготовленное рабочее место по наряду-допуску.

И вот только после всех описанных выше обязательных организационных и технических мероприятий мы приступили к поиску неисправности в цепях подключения электросчетчика.

Напомню, что схема соединения трансформаторов тока — неполная звезда. Вот схема токовых цепей подключения счетчика. Также в цепях учета установлен амперметр (РА) и преобразователь тока для устройства телемеханики.

Сначала мы с коллегами решили прозвонить вторичные цепи от трансформаторов тока до самого первого клеммника в релейном отсеке.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы А выполнена проводами черного цвета.

Напомню, что у трансформатора ТПЛ-10 имеются две вторичные обмотки. Одна используется для цепей учета (сюда могут также подключаться амперметры, ваттметры, фазометры, различные преобразователи тока и мощности для систем телемеханики, и т.п.), а другая обмотка — применяется исключительно для цепей релейной защиты. Нас интересует только первая обмотка (мы называем ее измерительной), которая обозначается, как 1И1 и 1И2.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы С выполнена проводами синего цвета.

Для этого отключаем провода от обмоток трансформаторов тока и с клеммника, и прозваниваем жилы в следующем порядке:

• А421 (И1 на ТТ фазы А) — А421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы А) — О421 (на клеммнике)
• С421 (И1 на ТТ фазы С) — С421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы С) — О421 (на клеммнике)

На клемнике провода О421 от разных ТТ соединяются между собой с помощью перемычки и далее на испытательную коробку (КИП) идет уже общий нулевой провод О421, а также два фазных провода А421 и С421.

Заземление вторичных цепей трансформаторов тока — это обязательное условие и должно выполняться в одной точке (ПУЭ, п.3.4.23).

Точка заземления может быть, как непосредственно у трансформаторов тока, т.е. в кабельном отсеке КРУ, так и на ближайшем клеммнике, т.е. в релейном отсеке, как в нашем случае.

Прозвонка показала, что маркировка и схема подключения вторичных цепей трансформаторов тока правильная.

Теперь осталось проверить маркировку первичных выводов трансформаторов тока (Л1-Л2) по отношению к источнику питания и друг другу.

Питание на трансформаторы тока подходит снизу (с нижних разъемов выкатного элемента), поэтому там и должен быть расположен вывод Л1. Отходящий силовой кабель подключается сверху на вывод Л2.

На фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2).

Маркировка первичной обмотки (Л1-Л2) находится с правой стороны и из-за силового кабеля трудно было подлезть к трансформатору тока на фазе А, поэтому пришлось воспользоваться зеркалом.

Не удивительно, когда обнаружилось, что на фазе А трансформатор тока установлен наоборот по отношению к фазе С, ну и соответственно, к источнику питания.

Т.е. на фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2), а на фазе А — в обратном (Л2-Л1). Хотя внешне кажется, что они абсолютно одинаковые: первичные выводы изогнуты в одну сторону, вторичные выводы расположены с одной и той же стороны.

Ладно, с этим разобрались.

Тогда дело остается за малым — это изменить направление тока во вторичной обмотке фазы А, т.е. А421 подключить на клемму 1И2, а О421 — на клемму 1И1, т.е. поменять местами провода.

Готово.

После этого, на всякий случай, я решил измерить следующие параметры обоих трансформаторов тока.

1. Омическое сопротивление вторичных цепей ТТ (измерительная обмотка и обмотка для релейной защиты).

• Rизм.А = 0,37 (Ом)
• Rизм.С = 0,36 (Ом)
• Rрел.А = 0,38 (Ом)
• Rрел.С = 0,38 (Ом)

2. Сопротивление изоляции вторичных цепей ТТ

• Rизол.изм. = 100 (МОм)
• Rизол.рел. = 200 (МОм)

3. Вольтамперная характеристика (ВАХ) трансформаторов тока

Снял ВАХ у измерительных обмоток (1И1-1И2) каждой фазы. Для этого, естественно, что нужно отключить заземление вторичных обмоток.

У обмоток для релейной защиты (2И1-2И2) ВАХ снимать не стал, т.к. эти работы будут производиться отдельно, согласно имеющегося у нас графика ППР.

4. Коэффициент трансформаторов тока

С помощью устройства РЕТОМ-21 навел на первичную сторону ТТ ток величиной 120 (А), а с помощью амперметра измерил ток во вторичной обмотке и он составил 4 (А) — это значит, что коэффициент трансформации равен 30.

5. Заключение

Сделал заключение, что трансформаторы тока со вторичными цепями исправны и фидер можно вводить в работу. Подал заявку мастеру оперативной службы на сборку силовой схемы.

После включения силового трансформатора в работу под небольшую нагрузку, аналогично, с помощью программы «Конфигуратор» снял векторную диаграмму — она получилась правильная и «красивая», как и должна была быть изначально.

Общий вектор полной мощности теперь располагается в нужном первом квадранте. Токи фаз также на своих местах с нормальными углами сдвига.

На этом все, спасибо за внимание. Будьте внимательны при установке трансформаторов тока и не допускайте подобных ошибок — соблюдайте полярность вторичных выводов по отношению к первичным.

Дополнение. Рекомендую почитать мою статью о поиске неисправности в цепях учета (пропала фаза В цепей напряжения у счетчика ПСЧ-4ТМ.05М).

P.S. Кстати, могу более подробно рассказать в отдельных своих статьях о проверке трансформаторов тока со схемами, графиками, анализом и т.п. Кому интересно — дайте знать в комментариях к данной статье.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Последствия при перегрузке трансформаторов тока (реальный пример)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хотел бы поделиться с Вами информацией по перегрузке трансформаторов тока и последствиями, возникающими при этом явлении.

В качестве примера я сошлюсь на реальный случай, который произошел буквально на днях на одной из распределительных подстанций.

В общем, дело было так. Низковольтная распределительная подстанция, щит 220 (В).

Прошу обратить внимание на то, что трехфазные сети с изолированной нейтралью и линейным напряжением 220 (В) и 500 (В) все еще используются у нас на производстве, поэтому особо не удивляйтесь.

На одном из фидеров ведется коммерческий учет электроэнергии с помощью счетчика ПСЧ-4ТМ.05МК.16, который подключен через два трансформатора тока ТОП-0,66 с коэффициентом трансформации 50/5. Сейчас про схему подключения я говорить не буду — на эту тему читайте отдельную статью: схемы подключения счетчиков электрической энергии через трансформаторы тока.

Для контроля тока нагрузки в фазе А подключен щитовой амперметр типа Э30, откалиброванный на коэффициент трансформации 50/5.

Вот принципиальная однолинейная схема этого присоединения.

Вот графики нагрузок за последние 2 месяца: сентябрь и октябрь. Эти данные я выгрузил из 30-минутных профилей мощности данного электросчетчика.

Средняя нагрузка за сентябрь составила 8,04 (А), максимальная нагрузка — 43,2 (А).

Средняя нагрузка за октябрь составила 11,7 (А), максимальная нагрузка — 103,05 (А).

Ничего не предвещало беды, пока потребитель однажды резко не увеличил потребляемую мощность. Как видите, с середины октября нагрузка стала частенько превышать 50 (А). Дело в том, что в это время потребитель приобрел и установил какой-то мощный станок. Соответственно, нагрузка на фидере резко возросла и порой превышала более 100% от номинального первичного тока наших ТТ.

Но всем известно, что у трансформаторов тока имеется некоторая перегрузочная способность и он способен кратковременно выдерживать некоторое увеличение нагрузки.

Существует единственный и действующий ГОСТ 7746-2001, по которым изготавливают трансформаторы тока и в котором упоминается про их допустимую перегрузку. В п.6.6.2 этого ГОСТа говорится следующее:

А вот эта самая таблица 10 (для наглядности я ее разбил на несколько частей).

Как видите, наибольший рабочий первичный ток не у всех ТТ превышает номинальный.

Чуть ниже по тексту в этом ГОСТе имеется примечание о том, что допускается кратковременно увеличивать первичный ток трансформаторов тока на 20% по отношению к его наибольшему рабочему первичному току, но по согласованию с производителем и не более 2 часов в неделю.

В нашем же случае потребитель ничего не согласовывал, а просто увеличил первичный ток ТТ даже не на 20%, а более, чем на 100%, что и привело к следующим последствиям.

Повышенный ток вызвал значительный нагрев обмоток ТТ. По фотографиям оплавленных корпусов уже снятых трансформаторов тока видно, что в основном грелась вторичная обмотка. Это объясняется тем, что при превышении тока нагрузки магнитопровод мог уйти в насыщение, а следовательно, грелась не только вторичная обмотка, но и само «железо».

Если бы оперативный персонал при периодическом осмотре вовремя не заметил зашкалившую стрелку амперметра и не почувствовал запах гари и оплавленной изоляции, то последствия могли быть еще более серьезней, например, вплоть до короткого замыкания. Вот ссылочка, где на примерах из своей практики я рассказывал про последствия от коротких замыканий. Тогда бы точно пришлось менять не только трансформаторы тока.

Поэтому и было решено немедленно отключать данный фидер!

По этому инциденту пока еще ведется расследование, но в любом случае за нарушение эксплуатации электроустановки потребитель понесет наказание, согласно действующего законодательства (скорее всего штраф). Естественно, что ему же придется оплатить приобретение новых трансформаторов тока и услуги по их замене.

С учетом изменившейся нагрузки потребитель запросил увеличить выделяемую мощность, поэтому было решено установить трансформаторы тока ТТИ-А с коэффициентом трансформации 150/5, что мы успешно и сделали. Также нам пришлось заменить щитовой амперметр, откалиброванный на коэффициент 150/5 с пределом 150 (А).

Замену трансформаторов тока, как на высоковольтных, так и на низковольтных подстанциях, по тем или иным причинам мы производим с регулярной периодичностью.

Вот буквально около месяца назад на этой же подстанции мы производили замену стареньких трансформаторов тока КЛ-0,66 на ТТИ-А. У меня даже фотографии сохранились — до замены и после. Причина замены: не прошли очередную поверку.

Зачастую старые ТТ, в основном такие как, ТК-10 или ТК-20 выходят из строя по причине ухудшения изоляции первичной обмотки, но об этом я напишу как-нибудь в следующий раз.

В конце статьи посмотрите видеоролик, который я снял в момент перегрузки трансформаторов тока на данном фидере — очень впечатляет такой режим работы:

Источник

Устранение ошибки в подключении трехфазного счетчика электрической энергии

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хотел бы рассказать Вам об ошибке при подключении трехфазного электросчетчика, которую я буквально на днях устранил на одной из высоковольтных подстанций.

Ошибка довольно распространенная, поэтому я и решил написать о ней отдельную статью. В общем дело было так.

Отдел учета и планирования энергоресурсов на нашем предприятии передал замечание, что на одном из фидеров имеется недоучет.

Распределительное устройство типа КРУ, т.е. комплектное. Напряжение электроустановки 10 (кВ).

С ячейки №11 (см. схему) с помощью силового кабеля ААШВ (3х120) запитан силовой масляный трансформатор мощностью 1000 (кВА).

Как видите, на выкатном элементе (каретке) установлен высоковольтный масляный выключатель ВМПЭ-10 номинальным током 630 (А) с электромагнитным приводом ПЭВ-14.

Кстати, привод ПЭВ-14 достаточно надежный и легко-эксплуатируемый по сравнению с теми же ВИЕЮ-30, ПЭВ-2 или ПС-10. Правда привод ПЭ-11 все равно в моем рейтинге занимает самое первое место.

Трехфазный счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 установлен на двери релейного отсека КРУ-10 (кВ). Там же установлены амперметр и светодиодная лампа «Блинкер не поднят», символизирующая о срабатывании предупредительной или аварийной сигнализации на данном фидере.

Счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 подключен через трансформатор напряжения НТМИ-10 (про НТМИ-10 более подробно читайте здесь), установленный на сборных шинах КРУ (ячейка №15), и два трансформатора тока ТПЛ-10 с коэффициентом 150/5, установленных в кабельном отсеке КРУ, соответственно, в фазах А и С (схема неполной звезды).

Надеюсь, что Вы помните цветовую маркировку шин и проводов в трехфазной сети!? Легко-запоминающаяся аббревиатура «ЖЗК»: желтый цвет — фаза А, зеленый цвет — фаза В, красный цвет — фаза С.

Такую схему подключения я уже подробно рассматривал в одной из своих статей (вот ссылочка). Здесь же речь пойдет несколько о другом.

Итак, перейдем непосредственно к нашей проблеме недоучета.

В первую очередь я решил снять векторную диаграмму, причем не с помощью, недавно приобретенного, вольтамперфазометра ПАРМА ВАФ-А(М), а непосредственно через программу «Конфигуратор».

Актуальную версию программы «Конфигуратор» и прочие драйверы можно скачать с официального сайта Нижегородского научно-производственного объединения имени М.В.Фрунзе (nzif.ru), в зависимости от комплектации Вашего ПК или ноутбука.

Вот изначальный вид векторной диаграммы.

По ней отчетливо видно, что вектор тока фазы А (желтого цвета) находится явно не на своем месте (значительно опережает вектор напряжения фазы А), т.е. он как-бы перевернут на 180°, что и подтверждается отрицательной активной мощностью «-13,79 (Вт)» (выделил красной окружностью). Вектор тока фазы В тоже опережает вектор напряжения фазы В, но это по причине тока в фазе А, т.к. фаза В здесь мнимая (схема неполной звезды).

Вектор полной мощности находится в нижнем IV квадранте: активная мощность имеет положительный характер Р=21,58 (Вт), а реактивная — отрицательный Q=-27,82 (ВАР). Это означает то, что реактивная энергия на этом фидере как-бы генерируется. Так быть не должно, ведь это обычный трансформаторный фидер и никаких компенсирующих устройств на этой отходящей линии нет.

Старшему мастеру оперативного персонала я подал заявку на вывод фидера в ремонт, потому что в любом случае нужен доступ к трансформаторам тока. Оперативный персонал, согласно задания наряда-допуска, подготовил рабочее место: отключил масляный выключатель, выкатил каретку, включил заземляющие ножи на кабель 10 (кВ), а также выполнил все остальные необходимые технические мероприятия. Более подробно и наглядно о технических мероприятиях я рассказывал в статье про вывод в ремонт масляного выключателя, правда в распределительном устройстве КСО, а не КРУ, но суть одинаковая.

И вот только после всех описанных выше обязательных организационных и технических мероприятий мы приступили к поиску неисправности в цепях подключения электросчетчика.

Напомню, что схема соединения трансформаторов тока — неполная звезда. Вот схема токовых цепей подключения счетчика. Также в цепях учета установлен амперметр (РА) и преобразователь тока для устройства телемеханики.

Сначала мы с коллегами решили прозвонить вторичные цепи от трансформаторов тока до самого первого клеммника в релейном отсеке.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы А выполнена проводами черного цвета.

Напомню, что у трансформатора ТПЛ-10 имеются две вторичные обмотки. Одна используется для цепей учета (сюда могут также подключаться амперметры, ваттметры, фазометры, различные преобразователи тока и мощности для систем телемеханики, и т.п.), а другая обмотка — применяется исключительно для цепей релейной защиты. Нас интересует только первая обмотка (мы называем ее измерительной), которая обозначается, как 1И1 и 1И2.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы С выполнена проводами синего цвета.

Для этого отключаем провода от обмоток трансформаторов тока и с клеммника, и прозваниваем жилы в следующем порядке:

• А421 (И1 на ТТ фазы А) — А421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы А) — О421 (на клеммнике)
• С421 (И1 на ТТ фазы С) — С421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы С) — О421 (на клеммнике)

На клемнике провода О421 от разных ТТ соединяются между собой с помощью перемычки и далее на испытательную коробку (КИП) идет уже общий нулевой провод О421, а также два фазных провода А421 и С421.

Заземление вторичных цепей трансформаторов тока — это обязательное условие и должно выполняться в одной точке (ПУЭ, п.3.4.23).

Точка заземления может быть, как непосредственно у трансформаторов тока, т.е. в кабельном отсеке КРУ, так и на ближайшем клеммнике, т.е. в релейном отсеке, как в нашем случае.

Прозвонка показала, что маркировка и схема подключения вторичных цепей трансформаторов тока правильная.

Теперь осталось проверить маркировку первичных выводов трансформаторов тока (Л1-Л2) по отношению к источнику питания и друг другу.

Питание на трансформаторы тока подходит снизу (с нижних разъемов выкатного элемента), поэтому там и должен быть расположен вывод Л1. Отходящий силовой кабель подключается сверху на вывод Л2.

На фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2).

Маркировка первичной обмотки (Л1-Л2) находится с правой стороны и из-за силового кабеля трудно было подлезть к трансформатору тока на фазе А, поэтому пришлось воспользоваться зеркалом.

Не удивительно, когда обнаружилось, что на фазе А трансформатор тока установлен наоборот по отношению к фазе С, ну и соответственно, к источнику питания.

Т.е. на фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2), а на фазе А — в обратном (Л2-Л1). Хотя внешне кажется, что они абсолютно одинаковые: первичные выводы изогнуты в одну сторону, вторичные выводы расположены с одной и той же стороны.

Тогда дело остается за малым — это изменить направление тока во вторичной обмотке фазы А, т.е. А421 подключить на клемму 1И2, а О421 — на клемму 1И1, т.е. поменять местами провода.

После этого, на всякий случай, я решил измерить следующие параметры обоих трансформаторов тока.

1. Омическое сопротивление вторичных цепей ТТ (измерительная обмотка и обмотка для релейной защиты).

• Rизм.А = 0,37 (Ом)
• Rизм.С = 0,36 (Ом)
• Rрел.А = 0,38 (Ом)
• Rрел.С = 0,38 (Ом)

2. Сопротивление изоляции вторичных цепей ТТ

• Rизол.изм. = 100 (МОм)
• Rизол.рел. = 200 (МОм)

3. Вольтамперная характеристика (ВАХ) трансформаторов тока

Снял ВАХ у измерительных обмоток (1И1-1И2) каждой фазы. Для этого, естественно, что нужно отключить заземление вторичных обмоток.

У обмоток для релейной защиты (2И1-2И2) ВАХ снимать не стал, т.к. эти работы будут производиться отдельно, согласно имеющегося у нас графика ППР.

4. Коэффициент трансформаторов тока

С помощью устройства РЕТОМ-21 навел на первичную сторону ТТ ток величиной 120 (А), а с помощью амперметра измерил ток во вторичной обмотке и он составил 4 (А) — это значит, что коэффициент трансформации равен 30.

5. Заключение

Сделал заключение, что трансформаторы тока со вторичными цепями исправны и фидер можно вводить в работу. Подал заявку мастеру оперативной службы на сборку силовой схемы.

После включения силового трансформатора в работу под небольшую нагрузку, аналогично, с помощью программы «Конфигуратор» снял векторную диаграмму — она получилась правильная и «красивая», как и должна была быть изначально.

Общий вектор полной мощности теперь располагается в нужном первом квадранте. Токи фаз также на своих местах с нормальными углами сдвига.

На этом все, спасибо за внимание. Будьте внимательны при установке трансформаторов тока и не допускайте подобных ошибок — соблюдайте полярность вторичных выводов по отношению к первичным.

Источник

Увеличение износа изоляции

Суточный износ трансформаторной изоляции будет в норме, если температура обмоток в самой высокой точке нагрева, будет не более 98 градусов. В случае увеличения температуры хотя бы на 8 градусов, степень износа изоляции увеличивается, приблизительно, в два раза. Самой нагретой точкой, в данном случае, является наиболее нагретый внутренний слой обмотки, находящейся в верхней катушке.

В реальных условиях трансформаторы испытывают, обычно, переменную нагрузку, при постоянно изменяющейся температуре охлаждения. При таких режимах работы изоляция трансформатора усиленно изнашивается. При меньших нагрузках происходит недоиспользование изоляции, что нецелесообразно с экономической точки зрения. Поэтому, нагрузки на трансформатор должны быть равномерные, максимально приближенные к расчетным.

Погрешности трансформаторов тока и напряжения: допуски, зависимость, расчет

Допустимые погрешности ТТ в соответствии с ГОСТ 7746 нормируются в трех точках, соответствующих токовой загрузке ТТ 100 %, 20 % и 5 %. Погрешности ТТ классов точности 0,5 и 1,0 в этих точках не должны выходить за пределы, соответственно, ±КТТ ; ±1,5КТТ и ±3,0 КТТ , где КТТ – класс точности ТТ. Это означает, что фактическая погрешность ТТ при малых нагрузках может быть в 1,5–3 раза больше класса точности. Для ТТ класса точности 0,2 соответствующие точки имеют уровни ±КТТ ; ±1,75КТТ и ±3,75КТТ , то есть погрешности при пониженных токах еще больше увеличиваются по сравнению с номинальными.

Зависимости погрешностей ТТ, как и других аналоговых приборов, имеют непрерывный характер, описываемый кривой a на рис. 4.1, однако в нормативных документах эти точки соединяются прямыми линиями и поле погрешностей отображается симметричным раструбом.

Для оценки систематической погрешности системы учета электроэнергии необходимо знать статистические характеристики зависимостей погрешностей различных типов ТТ, ТН и счетчиков от факторов, достоверно известных при проведении конкретного расчета. К таким 109 факторам могут быть отнесены токовая загрузка ТТ и cosϕ контролируемого присоединения, определяемые по показаниям активных и реактивных счетчиков, и дата последней поверки счетчика.

Действующий документ, устанавливающий метод расчета допустимых небалансов электроэнергии, обусловленных погрешностями измерений [7], исходит из предположения об отсутствии систематической погрешности и оперирует только случайной составляющей. В качестве обоснований такого подхода обычно приводят следующие доводы:

• токовая нагрузка ТТ в ночные часы низкая, в дневные гораздо больше, поэтому в одном периоде погрешность будет положительной, в другом отрицательной и в целом ее можно считать случайной величиной с нулевым математическим ожиданием;
• токовая погрешность ТТ в зоне малых нагрузок отрицательна, зато угловая положительна. Угловая погрешность сильно зависит от cosϕ контролируемого присоединения, а ночью он может снижаться до 0,4–0,5. При низких cosϕ угловая погрешность может даже перекомпенсировать токовую, приводя к переучету;

Рис. 4.1. Зависимости погрешностей трансформаторов тока от нагрузки первичной цепи

• далеко не все ТН работают с большой нагрузкой измерительной обмотки, на многих из них нагрузкой этой обмотки является только счетчик, поэтому такие ТН имеют положительную погрешность;
• каждый экземпляр ТТ и ТН имеет свои индивидуальные нагрузочные характеристики, отличающиеся друг от друга даже в рамках устройств одного типа. Разными заводами выпускались многочисленные типы ТТ и ТН. Поэтому никаких типовых характеристик создать нельзя.

Исходя из этих обоснований в приведенном выше примере допустимый небаланс по объекту может быть оценен лишь величиной ±0,032 %.

Наиболее значимые из приведенных обоснований можно отбросить сразу. Фактические потери электроэнергии в сети определяют по показаниям приборов учета за месячный период, а при расчете тарифов на электроэнергию используются годовые значения потерь. Поэтому погрешности измерения энергии отдельно в ночные или дневные часы не имеют практического значения. Показания активного и реактивного счетчиков позволяют рассчитать среднюю токовую загрузку и средний cosϕ каждого ТТ, а для оценки погрешностей измерения электроэнергии за длительный период важны именно средние значения.

Предположение о том, что за длительный период отрицательные составляющие погрешности компенсируются положительными опровергается практикой: во всех случаях замены недогруженных ТТ на ТТ с более низкими номинальными токами происходило снижение, а не увеличение потерь. Ничем иным как наличием отрицательной систематической составляющей, этого объяснить нельзя.

Задача оценки потерь, обусловленных погрешностями системы учета электроэнергии, формулируется следующим образом: при известных значениях активной и реактивной энергии, прошедшей через каждую точку учета за расчетный период, и датах последней поверки счетчиков определить возможный диапазон суммарной погрешности измерения полученной и отпущенной энергии по объекту в целом.

Обычно данные о датах поверки счетчиков у каждого бытового абонента получить трудно. Однако, как показывает практика, данные о том, что в конкретном городе или поселке, например, 60 % счетчиков прошли поверку 10 лет назад, а 40 % – 7 лет назад, имеются. У потребителей, подключенных к сетям 6–10 кВ и выше, эти даты, как правило, известны точно.

Систематические отрицательные погрешности занижают как поступление электроэнергии на объект, так и ее отпуск с объекта. При их одинаковом значении влияние на отчетные потери оказалось бы даже не нулевым, а положительным, то есть обеспечивался бы 111 небольшой переучет. Например, при потерях в сети, равных 10 %, полезный отпуск составит 90 %. Если все измерительные комплексы имеют одинаковую систематическую погрешность, например, 1 %, то поступление в сеть будет недоучтено на 1 %, а отпуск из сети – на 0,9 % по отношению к энергии, поступившей в сеть. Это соответствует общему переучету в 0,1 %.

Однако на поступлении энергии обычно установлены ИК более высоких классов точности и используются ТТ с большими номинальными токами (1000, 4000, 8000 А и более). Погрешности таких ТТ малы даже при токовых загрузках менее 5 % [8]. У основной же массы потребителей с точками учета электроэнергии на напряжении 6–10 кВ используются ТТ с номинальными токами от 50 до 300 А и более низкими классами точности. Поэтому суммарная отрицательная погрешность ИК на отпуске энергии из сети заметно превышает аналогичную погрешность ИК на ее поступлении в сеть.

Полученные нами данные о классах точности элементов ИК и характеристиках вторичной нагрузки ТТ и ТН, установленных в 10 338 точках учета отпуска электроэнергии потребителям на напряжении 6–10 кВ пяти сетевых организаций, позволяют достаточно достоверно оценить типичную ситуацию:

1. более 95 % ТТ и ТН имеют класс точности 0,5;
2. 50 % счетчиков, фиксирующих отпуск электроэнергии, имеют класс 2,0; 40 % – 1,0 и 10 % – 0,5. На поступлении энергии все счетчики имеют классы 0,5 и 0,2;
3. практически у всех ТТ (99 %) к измерительной обмотке присоединен только счетчик (перегрузка вторичных цепей практически не наблюдается, основной фактор отрицательной погрешности – малая токовая загрузка первичной цепи);
4. практически у всех ТН (97 %) к измерительной обмотке кроме счетчика присоединена другая нагрузка, поэтому наиболее вероятна работа ТН в зоне отрицательной погрешности.

Рассмотрим поэлементно погрешности устройств измерительных комплексов на предмет получения их статистических характеристик.

Погрешность в трансформаторах тока

Известно, что токовая погрешность ТТ близка к нулю при номинальной нагрузке (коэффициент токовой загрузки βТТ = 1,0 ), а при снижении βТТ уходит в отрицательную область. Зависимость угловой погрешности ТТ от токовой загрузки имеет практически зеркальный вид: при снижении βТТ погрешность уходит в положительную область. Токовая и угловая погрешности ТТ имеют неодинаковое влияние на погрешность фиксации активной энергии. В средних условиях угловая погрешность лишь частично компенсирует токовую погрешность (см. ниже).

В связи с тем, что в стандартах значения погрешностей ТТ нормируются только в трех точках нагрузочной характеристики (при токовой загрузке βТТ = 0,05; 0,2 и 1,0), в дальнейшем для простоты принят линейный характер зависимости внутри каждого из двух диапазонов 0,05–0,2 и 0,2–1,0.

В [9] приведены результаты поверки двадцати ТТ типа ТПЛ-10 и девяти ТТ типа ТВЛМ-10. Все ТТ класса точности 0,5. Результаты статистической обработки их токовых и угловых погрешностей приведены в табл. 4.1. Для характеристики случайной составляющей погрешности в дальнейшем используется понятие разброса, представляющее собой удвоенное среднеквадратическое отклонение (при нормальном законе распределения соответствует 95 %-ной вероятности). Из приведенных данных видно, что токовые погрешности всех экземпляров обоих типов ТТ при токовых загрузках 5 и 20 % лежат в отрицательной области, а угловые – в положительной, имея естественный тренд увеличения абсолютных значений при снижении токовой загрузки. При 100 %-ной загрузке погрешности некоторых экземпляров ТТ переходят в противоположную область, хотя средние значения остаются в прежних областях.

Таблица 4.1

Статистические характеристики погрешностей ТТ типов ТПЛ-10 и ТВЛМ-10 класса точности 0,5

В табл. 4.2 приведены данные измерений нагрузочных характеристик двух экземпляров ТТ типа ТОЛ-10-1 класса точности 0,5 с номинальным током 300 А и вычисленные по ним средние значения и разбросы. Двух значений, естественно, недостаточно для вычисления достоверных статистических характеристик данного типа ТТ, однако они также подтверждают общие закономерности.

Таблица 4.2

Нагрузочные характеристики ТТ типа ТОЛ-10-1

Из сопоставления данных табл. 4.1 и 4.2 видно, что различные типы ТТ имеют разные характеристики погрешностей и теоретически при расчетах надо учитывать конкретные типы ТТ. До получения представительных статистических данных о характеристиках каждого типа ТТ в практических расчетах можно использовать минимальные значения погрешностей, полученные для ограниченной выборки и соответствующие практически гарантированной оценке недоучета.

На основании данных табл. 4.1 и 4.2 рассчитаны статистические нагрузочные характеристики погрешностей ТТ (весьма приближенные для ТОЛ-10-1, как отмечено выше), приведенные в табл. 4.3. На основании этих характеристик математические ожидания погрешности (систематические погрешности) и размахи токовой и угловой погрешностей (случайные погрешности) ТТ рассматриваемых типов могут быть вычислены при любом значении βТТ .

Таблица 4.3

Статистические нагрузочные характеристики ТТ

Так как βТТ конкретного ТТ изменяется в течение суток в соответствии с изменением нагрузки, возникает вопрос об определении его расчетного значения для периода продолжительностью Т часов. На простом примере покажем, что среднее значение βТТ, определяемое по энергии, прошедшей через ТТ за расчетный период, неточно отражает действительную погрешность в значении энергии. Если потребление энергии в течение половины расчетного периода происходило с βТТ = 1, а в течение второй половины с βТТ = 0, очевидно, что вся энергия потреблена при βТТ = 1 с соответствующей этому значению малой погрешностью. В то же время при использовании среднего значения βТТ = 0,5 погрешность окажется существенно больше, что не соответствует ее фактическому значению.

Зависимости, приведенные в табл. 4.3, являются линейными уравнениями, описываемыми общим выражением a + b βТТ. Эквивалентное значение коэффициента βТТ определим из равенства

В соответствии с (4.3) эквивалентное значение коэффициента βТТ больше среднего. Для приведенного выше примера в соответствии с формулой (2.4) 2 ф k = 2. При этом по формуле (4.3) βТТ эк = 1, что соответствует фактическому режиму ТТ.

Среднее значение βТТ определяют по формуле

При анализе результатов расчета, проведенного, например, по программе РАПУ-ст, необходимо помнить, что допустимая нагрузка ТТ определяется по значению βТТ макс , а погрешность ТТ – по значению βТТ эк .

В реальных условиях токовые нагрузки ТТ существенно ниже номинальных даже в максимум нагрузки. Это объясняется тем, что выбор номинальных параметров оборудования осуществляется в расчете на рост нагрузок в перспективе, а в действительности они могут и уменьшиться, как это произошло в 1990-е гг. из-за резкого спада промышленного производства. Кроме того, погрешности измерения электроэнергии с помощью ТТ определяются не максимальным, а эквивалентным коэффициентом токовой загрузки ТТ, который всегда ниже максимального значения. В результате работа ТТ в зоне βТТ экв = 0,05 – 0,2 (а часто и ниже 0,05) является в большинстве случаев типовой ситуацией. С точки зрения требований к системе учета эта ситуация не может считаться допустимой, однако при определении структуры отчетных потерь важно знать возможные погрешности системы учета в фактических условиях ее работы, так как в противном случае ее повышенные погрешности будут ошибочно рассматриваться как коммерческие потери.

Может возникнуть мысль: а почему бы не изготавливать ТТ с некоторой положительной погрешностью при номинальной нагрузке – при этом погрешности при средних нагрузках были бы близки к нулю и значение электроэнергии определялось бы более точно. Однако ТТ являются измерителями тока (а не тока для определения энергии), значение которого используется и в других задачах. Разработчики ТТ, как и других приборов, стараются обеспечить минимальную погрешность именно при номинальной нагрузке.

Погрешность в трансформаторах напряжения

В отличие от ТТ, погрешности которых зависят от изменяющейся нагрузки контролируемой цепи, погрешность ТН представляет собой постоянную величину, практически не зависящую от режима внешней сети. Погрешность измерения напряжения определяется загрузкой вторичной цепи ТН и потерями напряжения в соединительных проводах между ТН и счетчиком. Поле допустимых погрешностей ТН имеет одинаковую ширину во всем диапазоне коэффициента загрузки вторичной цепи β2ТН (рис. 4.2). Средняя линия нагрузочной характеристики представляет собой математическое ожидание погрешности (систематическую погрешность) ТН, а боковые – границы рабочей области поля допустимых погрешностей. При больших нагрузках вторичных цепей ТН погрешность также 2 уходит в отрицательную область.

Формулы для систематической βТН и случайной βТН погрешностей ТН по модулю напряжения, соответствующие прямым на рис. 4.2, имеют вид:

Загрузка вторичных цепей ТН, как правило, существенна и часто превышает номинальные значения. В этих условиях средняя погрешность всех ТН, используемых на объекте, имеет отрицательную систематическую погрешность. Дополнительную отрицательную по

Рис. 4.2.

Зависимости погрешностей трансформаторов напряжения от нагрузки вторичной цепи

грешность вносят потери напряжения во вторичных цепях ТН (соединительных проводах и кабелях). На практике они также часто превышают допустимые значения. Эти потери действуют лишь в одну сторону (уменьшая напряжение на счетчике по сравнению с выводами ТН), поэтому их учет в формуле (4.1) в виде симметричной погрешности можно считать ошибкой. Особенно это очевидно для систем технического учета, в которых такие потери допускаются до 1,5 % номинального напряжения.

Использование формул (4.6) и (4.7) возможно при наличии данных о коэффициентах загрузки вторичных цепей ТН. В отличие от загрузки первичных обмоток ТТ, определяемых на основании показаний счетчиков, которые используются и при расчете технических потерь (получать какие-либо данные специально для определения их загрузки не требуется), значения коэффициентов загрузки вторичных цепей ТН являются дополнительной информацией, получение которой затруднительно. Поэтому при расчете метрологических потерь можно принять среднюю систематическую погрешность ТН равной нулю, а с учетом допустимых потерь напряжения в соединительных проводах – равной половине класса точности ТН.

Угловые погрешности ТТ и ТН

В соответствии с ГОСТ 7746 поле допустимых угловых погрешностей ТТ имеет зеркальный вид по отношению к полю токовых погрешностей, изображенных на рис. 4.1, – наиболее заполненной областью в зоне малых значений βТТ является верхняя область. Нормированная угловая погрешность ТТ dθТТ при βТТ = 1,0 составляет 60 мин для класса точности 1,0 и 30 мин для класса точности 0,5, то есть dθТТ = 60 КТТ .

В отличие от ТТ, характеристики угловых погрешностей ТН располагаются не зеркально, а аналогично характеристикам погрешностей измерения модуля напряжения. Нормированные угловые погрешности ТН в соответствии с ГОСТ 1983 составляют 40 мин для класса 1,0 и 20 мин для класса 0,5, то есть dθТН = 40 КТН. Значения указанных погрешностей при реальной загрузке вторичных цепей ТН определяют по формулам (4.5) и (4.6) аналогично погрешностям по модулю напряжения, то есть умножением dθТН на соответствующую функцию (величины, стоящие в (4.6) и (4.7) перед величиной КТН). В литературе отсутствуют данные, которые позволили бы получить полноценные статистические характеристики угловых погрешностей ТН. Вместе с тем ГОСТ 1983 устанавливает предельную угловую погрешность для ТН класса 0,5, равную 20 мин. Для дальнейших выкладок примем среднее значение угловой погрешности равным 10 мин. 118

Угол между током и напряжением во вторичных цепях (на счетчике) будет отличаться от угла в первичной цепи на разность сдвигов углов ТТ и ТН. Если ТТ типа ТПЛ-10 работает при токовых загрузках от 5 до 20 %, то, в соответствии с табл. 4.1, угол сдвига вектора тока составит в среднем 34 мин. Трансформатор напряжения сдвинет угол вектора напряжения в обратную сторону на 10 мин. В результате угол между векторами тока и напряжения на вторичной стороне будет на 24 мин меньше угла на первичной стороне. Чем меньше угол, тем больше активная составляющая тока и меньше реактивная, поэтому угловая погрешность приводит к некоторой компенсации токовой погрешности.

Суммарное влияние угловых погрешностей ТТ и ТН, называемых погрешностью трансформаторной схемы присоединения счетчика dθ, мин, на погрешность измерения активной энергии dθ , %, рассчитывается по формуле

Математическое ожидание суммарной погрешности ТН и ТТ типа ТПЛ-10, работающего с βТТ = 0,2, с учетом данных табл. 4.3 составит:

Следует отметить, что эта величина различается для разных типов ТТ: при использовании в паре с ТН трансформаторов тока типа ТВЛМ-10 ∆Wу = –0,6 %, а для ТТ типа ТОЛ-10 ∆Wу = –0,46 %, что в первую очередь определяется токовой погрешностью ТТ. Для дальнейших обобщенных выводов примем среднее для трех типов ТТ значение недоучета (–1,15 – 0,6 – 0,46) / 3 = –0,74 %.

Допустимая перегрузка трансформатора

Для трансформаторов с масляным охлаждением, может быть допущена их перегрузка на 5%, при напряжении обмоток не больше номинала. Для сухого типа величина допустимых нагрузок установлена, исходя из марок, типов и групп данного вида.

Бывают случаи, когда допустимая перегрузка является недостаточной для нормальной эксплуатации изоляции. Для того, чтобы оптимизировать нагрузку, применяют суточные графики, объединяющие в себе величину нагрузки, температуру охлаждения и временной фактор.

В зимнее время года могут быть допущены перегрузки в размере 1-го % на такой же процент недогрузок в летний период, но в общей сложности, не больше 15-ти %. При этом, максимальная нагрузка не должна превышать номинальную мощность. В случае возникновения аварийных ситуаций, когда вышел из строя один трансформатор, работающий параллельно, допускается аварийная перегрузка остальных без учета предыдущей нагрузки и других воздействующих факторов. Такие действия экономически более выгодны, чем отключение потребителей в аварийном порядке.

Перегрузка трансформатора, ее величины, должны строго контролироваться, чтобы не допустить серьезных повреждений. При аварийной ситуации поврежденное оборудование срочно заменяется резервным, а ненадежные потребители отключаются, тем самым обеспечивая разгрузку трансформаторов.

­Электрическая часть электростанций — Нагрузочная способность трансформаторов

Страница 15 из 111

Различают допустимые нагрузки и допустимые перегрузки трансформатора. Если режим работы трансформатора не ускоряет старение изоляции и срок ее службы остается соответствующим номинальному режиму, режим допускается неограниченно долгим и называется допустимой длительной нагрузкой. Режим, вызывающий ускоренный износ и сокращение срока службы изоляции, называют перегрузкой. Если при перегрузке температура наиболее нагретой точки в трансформаторе не превосходит опасного значения, она считается допустимой. Совокупность всех допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора определяет его нагрузочную способность. Допустимые перегрузки, разрешаемые Правилами технической эксплуатации, подразделяются на систематические и аварийные. При допустимой систематической перегрузке износ изоляции за определенный промежуток времени не превосходит расчетного, что достигается переменным режимом, при котором периоды перегрузки компенсируются предшествующей и последующей недогрузкой трансформатора. При определении допустимой систематической перегрузки должны быть учтены тепловая постоянная трансформатора (табл. 1-16), уровень начальной нагрузки, определяемый коэффициентом нагрузки кнагр = PIP п, (1-83) предполагаемая продолжительность перегрузки, тип охлаждения трансформатора и температура окружающей среды.

Таблица 1-16

Мощность трансформатора, кВ. А	Тип охлаждения	Тепловая постоянная, ч
5—1000	м	2,5
1000—6300	м	3,5
6300—32 000	д	2,5
40 000—63 000	д	3,5
100 000—125 000	ДЦ (Ц)	2,5
125 000 и выше	ДЦ (Ц)	3,5

(1-84) Эквивалентная допустимая нагрузка трансформатора, вызывающая такие же потери, как и действительная переменная нагрузка, определяется по суточному графику нагрузки трансформатора (рис. 1-54) согласно выражению Рис. 1-54. Построение эквивалентного графика нагрузки трансформатора Ф — фактический график нагрузки; Э — эквивалентный график нагрузки; п — длительность перегрузки; &нагр — коэффициент нагрузки; площадь фигуры I —12 равна площади прямоугольника абвг где alt а2 ап — различные уровни нагрузки в долях номинального тока; тъ т2, .., тп — продолжительность этих нагрузок в часах. При этом должна быть учтена начальная эквивалентная нагрузка, определенная по (1-84) за десять часов, предшествующих максимуму нагрузки. При температуре окружающей среды, отличающейся от принятой в номинальных условиях (см. стр. 85), длительно допустимая нагрузка трансформатора должна быть изменена. В табл. 1-17 приведены предельные нагрузки, вычисленные для диапазона температуры от —10 до +40 °С. Аварийные перегрузки вызывают ускоренный износ изоляции и допускаются крайне редко на короткое время в исключительных случаях, например при аварийном отключении одного из параллельно работающих трансформаторов, когда оставшиеся в работе Таблица 1-17

Температура окружающей среды, °С	—10	0	+ 10	+20	+30	+40
Допустимый коэффициент нагрузки; по ГОСТ 401—41	1,15	1,08	1	0,91	0,83
по ГОСТ 11677—75	1,22	1,15	1,08	1,00	0,91	0,83

Коэффициент нагрузки	Допустимая продолжительность, мин
по ГОСТ 11677 — 75	По ГОСТ 401—41 для установки
открытой	закрытой
1,30	1,20	120	60
1,45	80	—	—
1,60	45	30	15
1,75	20	15	8
2,0	10	1,5	4
3,0	1,5	1,5	1

трансформаторы должны временно принять повышенную нагрузку. Допустимые значения и продолжительность аварийной перегрузки определяются в предположении, что перед режимом перегрузки трансформатор был нагружен номинальной мощностью при номинальной температуре окружающей среды. Допустимая продолжительность перегрузки определяется по предельной допускаемой температуре наиболее нагретой точки в трансформаторе: перегрузку снимают, когда эта температура достигнет 140 °С. Дальнейшее повышение температуры недопустимо, так как она может достигнуть температуры воспламенения паров масла’. Допустимая продолжительность аварийной перегрузки может быть определена по выражению (1-85) где Ттр — тепловая постоянная трансформатора; @м. и — превышение температуры масла над температурой воздуха в номинальном режиме; 0М> к> у — то же в кратковременном установившемся режиме перегрузки; ©0бм. к. у — превышение температуры обмотки над температурой масла в кратковременном установившемся режиме перегрузки. В табл. 1-18 приведены данные о допускаемых аварийных перегрузках для трансформаторов, отвечающих ГОСТ 11677—75 и ГОСТ 401—41. Эта таблица относится к трансформаторам всех мощностей и ко всем типам охлаждения. Правилами технической эксплуатации для трансформаторов, выполненных по ГОСТ 401—41, разрешаются такие же аварийные перегрузки, как и для трансформаторов, выполненных после 1965 г., с учетом опыта эксплуатации и большой мощности установленных трансформаторов этих типов (более 500 ГВ-А). При пониженной предаварийной нагрузке длительная аварийная перегрузка может быть увеличена, например в ГОСТ 14209—69 имеется такое указание:

«…в аварийных случаях, если коэффициент начальной нагрузки не более 0,93, трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц допускают в течение не более 5 сут перегрузку на 40 % сверх номинального тока на время максимума нагрузки общей продолжительностью не более 6 ч» Применяя это указание на практике, следует обязательно проверять режим трансформатора по допустимой предельной температуре. Например, при средней суточной температуре 10 °С при работе в продолжение б ч с коэффициентом перегрузки 3,4 каждый день по износу соответствует 8 сут работы в номинальном режиме, а при температуре 20 °С каждый день работы соответствует 40 сут работы с номинальной нагрузкой. В последнем случае температура наиболее нагретой точки превышает 140 °С и, следовательно, трансформатор подвергается риску возгорания. Поэтому при перегрузке трансформатора на 40 % необходимо в летнее время принимать меры, для добавочного охлаждения (смачивание бака водой, установка дополнительных радиаторов).

• Назад
• Вперед

Аварийная перегрузка

В случае возникновения внештатной аварийной ситуации допускается кратковременное превышение нагрузки сверх номинальных значений. При этом нужно помнить, что данный процесс приведет к ускоренному износу изоляции ТДНС или любой другой модели, а также к сокращению срока службы оборудования.

Аварийная перегрузка трансформаторов:

• возможна при любом типе системы охлаждения и режиме работы;
• допускается при температуре масла в верхних слоях не более 115°С;
• должна оставаться в пределах 40% от значения номинального тока;
• может продолжаться однократно не более 120 минут;
• не должна в общем длиться больше 6 часов даже при увеличении охлаждения.

Современная жизнь человека невозможна без электричества. Оно используется во всех отраслях хозяйственной деятельности и в быту. Так как выработка электроэнергии сопряжена с немалыми затратами, для рационального ее использования применяют счетчики электрической энергии. Чтобы счетчик вел учет потребляемой энергии, требуется его установка, а подключается он посредством ввода в схему устройств, которые называются трансформаторами тока.  статью ⇒Как снять показания счетчика?

Блок: 1/10 | Кол-во символов: 556
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Назначение и конструктивные особенности

В свою очередь, трансформатор тока — это устройство работающее по принципу электромагнитной индукции и служащее для измерения тока в цепях высокого напряжения, а также для организации систем защиты электрооборудования. То есть для того чтобы измерять ток в цепях с опасным высоким напряжением, например, 6 кВ, нельзя амперметром просто произвести замер, это очень опасно как для персонала, так и для самого прибора. Поэтому основная задача трансформаторов тока — это разделение высоковольтных токонесущих частей и преобразование энергии которая безопасна и для персонала, и для оборудования. Трансформаторы тока (ТТ) широко применяются в релейных защитах на подстанциях и распределительных устройствах. Поэтому к их точности и подключению предъявляются высокие требования. Зачастую первичной обмоткой его служит любая токопроводящая шина или жила кабеля, вторичная обмотка выполняется одиночная или групповая, с несколькими выводами для цепей защиты, контроля и измерения. Также, через трансформаторы тока подключаются и элементы учёта — счётчики электроэнергии.

То есть по назначению трансформаторы тока можно разделить на четыре основные группы:

1. измерительные;
2. защитные;
3. промежуточные;
4. лабораторные.

Одним из видов переносного устройства являются измерительные клещи. Ими очень легко можно измерять токи в цепях до 1 кВ. Правда, и по току их диапазон измерения очень небольшой, нагрузки в 1000 Ампер им будет измерять проблематично.

Блок: 2/10 | Кол-во символов: 1467
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз

На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 196
Источник: http://pue8.ru/relejnaya-zashchita/242-tipovye-skhemy-soedinenij-transformatorov-toka.html

Как установить трансформатор тока

По роду и способу установки они делятся на:

1. Проходные;
2. Опорные;
3. Встроенные в электрооборудование;
4. Для электроустановок до 1 кВ или выше;
5. Для наружной установки в ОРУ (открытых распределительных устройствах);
6. Для внутренней установки в ЗРУ (закрытых распределительных устройствах).

Зачастую в цепях с маломощными двигателями и трансформаторами рассчитанных на 1 кВ и ниже установка трансформатора тока не требуется. Это всевозможные понижающие трансформаторы освещения, компрессоры, вентиляторы, обогревательные системы. Вообще, в быту трансформаторы тока устанавливаются крайне редко, разве что на трансформаторах, питающих целые районы или группы домов.

Трансформатор тока подключение

Рассмотрим несколько вариантов подключения трансформаторов тока в цепи трёхфазного напряжения.

Эта схема, где три трансформатора тока соединены в звезду, широко применена для защиты цепей от однофазных и многофазных коротких замыканий. Если в цепях протекает ток ниже того, на который настроены реле КА1-КА3, то это называется рабочим нормальным режимом работы и ни одна из защит не будет срабатывать. Ток, который протекает через реле К0 считается как геометрическая сумма токов всех трёх фаз. При увеличении тока в одной из фаз вырастит ток и в цепи защитного трансформатора сработает одно или несколько реле КА1-КА3, в зависимости от места повышения тока. Это необязательно случится при коротком замыкании, даже если нагрузка на контролируемом оборудовании будет выше номинальной, то произведёт отключение. Тем самым спасая дорогостоящее электрооборудование от ненормального режима работы. При замыкании на землю ток появится и в цепи реле К0, тем самым отключая электроустановку.

Схема с трансформаторами применяется для защиты от межфазных замыканий для организации цепей с заземлённой нейтралью. Схема с неполной звездой чаще всего используется для маломощных источников и потребителей, когда существуют и дополнительные виды разнообразных защит.

Такой вид соединения в треугольник, с одной стороны и в звезду с другой — используется в электроустановках для дифференциальной защиты.

Подключение трансформаторов тока, таким образом, даёт возможность защиты от межфазных замыканий и превышения тока в каждой из фаз, но отсутствует отключение при коротком замыкании на землю. Поэтому подключается так в исключительных очень редких случаях.

Блок: 3/10 | Кол-во символов: 2348
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Принцип действия

Работа всех подобных приборов основывается на следующем принципе. У любого устройства есть силовая первичная обмотка. В ней содержится определенное количество витков провода, через который проходит напряжение.

На своем пути току приходится преодолевать препятствие, связанное с полным сопротивлением. В непосредственной близости от катушки создается магнитный поток. Его улавливает магнитопровод. В отношении проходящего тока он должен быть расположен перпендикулярно. При этом процесс превращения магнитной энергии в электрическую будет сопровождаться минимальными потерями.

Таким же образом располагается и вторичная обмотка. При пересечении ее магнитным потоком активируется электродвижущая сила, что приводит к образованию электричества.

Требуется приложение достаточных усилий для преодоления сопротивления катушки и выходной нагрузки. Поэтому возникает снижение напряжения, которое существует во вторичной цепи.

Принцип функционирования трансформатора тока основывается на явлении электромагнитной индукции

Особенности функционирования трансформаторов определяются предназначением устройств:

• Трансформаторы для сварки действуют по принципу максимальной отдачи. Они обладают возможностью выдерживать значительные нагрузки, при которых имеет место высокое напряжение.
• Работа однофазного трансформатора связана с эффектом, который проявляет магнитный поток. При замыкании вторичной обмотки возникает электродвижущая сила. По закону Ленца наблюдается уменьшение величины магнитного потока. На первичную обмотку однофазных устройств осуществляется подача постоянного тока, потому уменьшения магнитного потока не происходит.

Блок: 3/10 | Кол-во символов: 1641
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Монтаж трансформатора тока

Перед тем как выполнить непосредственно сам монтаж трансформатора тока необходимо провести его ревизию и проверку сопротивления изоляции. Если она низкая то есть менее 1 кОм на 1 Вольт, то для начала хорошенько просушите его с помощью тепловентилятора или другой тепловой пушки. Сопротивление изоляции стоит при этом проверять каждые полчаса. Во время ревизии также проверяют комплектность устройства, элементов крепежа, состояние фарфоровых диэлектрических частей и корпуса. Осмотреть нужно:

• колодку вторичных выводов для цепей защиты и контроля;
• наличие их обозначений, маркировку;
• паспортную таблицу;
• состояние резьбы на болтовых соединениях выводов;
• наличие гаек и шайб.

Перед тем как непосредственно начать монтаж трансформатора тока, конечно же, всё начинается с отключения высоковольтной установки, проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях, а также установки переносных заземлений. Всё это является основными мерами безопасности персонала, производящего монтаж. Затем производится разметка в месте установки, и если необходимо то выполняются сверлильные работы в местах крепления конструкции. Если в помещении сыро, то стоит принять меры, препятствующие образованию коррозии (установка сушек и покраска контактных соединений). Запрещается установка трансформатора и монтаж, таким образом, чтобы их корпуса находились вплотную к друг, к другу. Расстояние должно быть не менее 100 мм.

Желательно если есть возможность то таблички с маркировкой должны быть видны из-за ограждений.

Главное правило подключения любого трансформатора тока, это запрет включения его в цепь без нагрузки на вторичной обмотке. Если нет возможности подключить прибор, то их необходимо соединить между собой, чтобы не возникло большое напряжение на ней, которое почти всегда приводит к выходу из строя измерительного устройства.

Блок: 4/10 | Кол-во символов: 1837
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Классификация

Трансформаторы тока можно разделить в зависимости от целей использования. В соответствии с этим они применяются для измерения либо защиты. Классифицируются они и по ряду других принципов:

1. Градация в зависимости от рода установки.
2. Устройства, применяемые для эксплуатации во внешней среде.
3. Местом использования являются закрытые помещения.
4. Модели, которые встраиваются вовнутрь электроприборов.

Блок: 4/10 | Кол-во символов: 408
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Для измерения силы тока как непосредственно включением прибора в цепь, так и при использовании трансформаторов тока служат амперметры. На рисунке приведена самая распространённая схема подключения. Первый рисунок «а» для однофазной цепи, «б» для цепей трёхфазного напряжения.

Блок: 5/10 | Кол-во символов: 324
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Параметры

Как и любое иное электрооборудование, токовые трансформаторы сопряжены с определенными требованиями, которые предъявляются к ним:

• номинальное напряжение должно находиться в широком диапазоне;
• величина номинального тока, зависящего от первичной обмотки;
• вторичный ток, проходящий через вторичную обмотку;
• величина вторичной нагрузки, характеризующее сопротивление внешней второй цепи.

Все эти данные отражаются в паспорте устройства либо в виде приложенной таблицы.

Трансформаторы тока выпускаются в различных исполнениях в зависимости от назначения и условий эксплуатации

Блок: 5/10 | Кол-во символов: 581
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Монтаж силовых трансформаторов

Установка силового трансформатора должна выполняться специально обученными бригадами под руководством высококвалифицированных электротехнического персонала. Они должны иметь достаточный опыт по производству этих работ в чётком соответствии с ТТМ 16.800.723–80. Масляные трансформаторы, применяемые в силовых электроустановках, отправлять завод изготовитель может в следующих состояниях:

1. С залитым полностью маслом и собранные;
2. Частично разобранные, с герметичным баком, в котором масло залито ниже крышки;
3. Демонтированные частично без масла, бак заполнен инертным газом;

Все работы по монтажу трансформаторов выполняются в чёткой регламентированной последовательности

1. Разгрузка электрооборудования после прибытия с завода изготовителя;
2. Транспортировка к месту установки;
3. Подготовительные монтажные работы;
4. Проверка состояния всех обмоток и переключателей;
5. Установка на выполненный заранее крепкий фундамент;
6. Монтаж охлаждающей системы и заливка масла, подключение вентиляторов обдува;
7. Осмотр на отсутствие течи масляной продукции;
8. Испытание трансформатора и пробное включение выполняется сразу без нагрузки в течение суток.

При этом монтаж трансформаторов лучше и безопаснее производить в светлое время суток.

Блок: 6/10 | Кол-во символов: 1226
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Меры предосторожности

Эксплуатация трансформаторов тока предполагает соблюдение определенных мер безопасности, поскольку она связана с определенным риском по отношению к здоровью человека:

1. Существует возможность поражения электротоком, связанная с действием высоковольтного потенциала. Магнитопровод конструктивно выполняется из металла и отличается хорошей проводимостью. Если будут иметь место дефекты в изоляционном слое обмотки, то персоналу грозит возможность получения электротравмы. Для профилактики подобных случаев вывод вторичной обмотки подлежит заземлению.
2. Работник связан с опасностью поражения высоковольтным потенциалом из-за разрыва вторичной цепи. Ее выводы имеют маркировку «И1» и «И2».
3. Решения конструкторов при проектировании и производстве подобных устройств, преследует ряд конкретных задач. Если какой-либо параметр не удовлетворяет требованиям, цели достигают путем усовершенствования существующих конструкций. Новый образец еще недостаточно проверен временем, а поэтому, способен таить в себе некоторую опасность.

Блок: 6/10 | Кол-во символов: 1039
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Параллельное соединение трансформаторов тока

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 328
Источник: http://pue8.ru/relejnaya-zashchita/242-tipovye-skhemy-soedinenij-transformatorov-toka.html

Если трансформатор подключить наоборот

Трансформатор — это уникальное устройство, которое может работать как в одну, так и в другую сторону. То есть, как повышающий трансформатор может стать понижающим, так и наоборот. Например, если он рассчитан на подключении к его первичной обмотке напряжения 6 кВ, а на вторичной при этом должно появиться 0,4 кВ, то он также может работать и в другую сторону. Если на вторичную обмотку будет подано 0,4 кВ, то на первичной появится 6 кВ. Эта особенность может быть очень опасной при проведении профилактических и текущих ремонтов этого оборудования. Обязательно отключение их и с низкой, и с высокой стороны. Нужно помнить это правило при подготовке рабочих мест.

Блок: 8/10 | Кол-во символов: 701
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Обзор популярных моделей и производителей

Производством трансформаторов тока, через которые выполняется подключение к сети электросчетчиков, занимается множество компаний, в том числе с мировым именем. В таблице представлены наиболее востребованные модели с указанием их основных технических характеристик и ориентировочной стоимости на отечественном рынке

Модель	Производитель	Основные параметры	Стоимость, руб.
Трансформатор тока ТТИ-40 400/5А 5ВА класс 0,5 ИЭК	IEK	Напряжение, В – 660 Ток, А – 400/5	620
Трансформатор тока ТТЭ-30-200/5А класс точности 0,5 EKF	IEK	Напряжение, В – 660 Ток, А – 200/5	630
Трансформатор тока ТТИ-30 250/5А 5ВА класс 0,5 ИЭК	IEK	Напряжение, В – 660. Ток, А – 200/5.	620
Трансформатор тока ТТЭ-30-100/5А класс точности 0,5 EKF	IEK	Напряжение, В – 660. Ток, А – 100/5.	630

Блок: 8/10 | Кол-во символов: 803
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Как подключить понижающий трансформатор

Чаще всего установка трансформатора требуется чтобы понизить напряжение. Поэтому, как правильно подключить трансформатор такого понижающего назначения, вопрос который звучит очень часто. При подключении этого устройства, главное правильно выбрать его в соответствии с:

• Величиной входного напряжения, то есть подаваемого на первичную;
• Величиной выходного напряжения на выводах, их может быть несколько, в зависимости от конструкции;
• Мощностью, которая зависит уже от мощности потребителей.

Подключение диодного моста к трансформатору может быть выполнено если есть необходимость получения постоянного напряжения. Вот схемы подключения диодного моста к однофазной, или к трёхфазной сети.

Блок: 9/10 | Кол-во символов: 721
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Аналоги трансформаторов

Существует огромное количество моделей токовых трансформаторов, которые, несмотря на различное обозначение, являются аналогами друг друга.

Подбор аналогичного устройства осуществляется посредством специальных таблиц, имеющихся на сайте каждого производителя. Например, трансформатор ТШ-0,66 может быть успешно заменен на устройства с маркировкой ТОП-0,66 или ТШП-0,66. А прибор ТПШЛ-10 — на трансформатор марки ТЛШ-10.

Блок: 9/10 | Кол-во символов: 443
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Симметрирующий трансформатор

Если понижающий трансформатор нагружать неравномерно то произойдёт перекос фаз, что является отрицательно влияющим механизмом. Следствием такой работы и потребления электроприёмников будет увеличение потребления электроэнергии, а со временем сбои и преждевременное разрушение изоляции. Безопасность питающихся потребителей при этом будет под угрозой. Для того чтобы не допустить этого нужно симметрировать фазы, за счёт применения симметрирующих трансформаторов.

Как видно из схемы здесь есть дополнительная обмотка, которая должна выдерживать номинальной ток одной из фаз. Она включается в разрыв нулевого проводника, что приводит к неплохим результатам, то есть симметричному вырабатыванию равных токов в нагрузке.

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 747
Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/podklyuchaem-transformator-toka.html

Распространенные ошибки при подключении

Часто встречающейся ошибкой при подключении счетчика через трансформатор является установка без заземления общей точки вторичных обмоток токовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

Еще одной нередкой ошибкой можно назвать выполнение работ без соблюдения норм ПУЭ. Особенно это касается требований, касающихся сечения жил токовых цепей. Их минимальное сечение для медного провода должно составлять от 2,5 мм. кв. Для цепей напряжения с медными жилами — от 1,5 мм. кв.  статью ⇒Выбивает автомат.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 657
Источник: http://electric-tolk.ru/sxema-podklyucheniya-schetchika-cherez-transformatory-toka/

Устройства для пропорционального преобразования переменного тока до значений, безопасных для его измерений, называют трансформаторами тока.

Такие трансформаторы находят широкое применение в сфере электроснабжения и электроэнергетике и изготавливаются в различных конструктивных исполнениях, — от небольших моделей, размещаемых непосредственно на электронных платах, до сооружений внушительных размеров, устанавливаемых на специальные строительные конструкции.

Проверка ТТ проводится с целью выявления его работоспособности, при этом не производится оценка метрологических характеристик, которые определяют класс точности и сдвига фаз между вектором первичного и вторичного токов.

Перечень возможных неисправностей

Ниже приведены наиболее распространённые причины неисправностей ТТ:

• механические повреждения магнитопровода;
• повреждения изоляции корпуса;
• механические повреждения обмоток:
• обрывы обмоток;
• снижение изоляции проводников обмотки, создающее межвитковые замыкания;
• механический износ выводов обмотки и контактов.

Для оценки работоспособности трансформатора проводится внешний визуальный осмотр и проверка электрических характеристик.

Диагностика трансформатора

Как провести диагностику на исправность трансформатора тестером, если мы не знаем его конструкцию? Разберем принцип работы и виды такого оборудования. На магнитный сердечник наносятся витки проволоки из меди конкретного сечения таким образом, чтобы остались выводы для подающей обмотки и вторичной.

Также рекомендуем прочитать:

Принцип работы и проверка симистора мультиметром на исправность Самоделки из бензопил «Урал» и «Дружба» Как сделать подставку для паяльника своими руками Как выбрать сварочные электроды для инвертора: электросварка

• Передача энергии во 2 обмотку выполняются бесконтактным методом. Тут уже становится понятно, как проверять прибор и определить неисправность. Таким же образом прозванивают простую индуктивность омметром. Витки создают сопротивление, которое можно измерять. Но этот метод применим, когда известна необходимая величина. Ведь сопротивление может поменяться в разную сторону в результате нагревания. Это называют межвитковым замыканием.
• Этот аппарат уже не будет давать свое напряжение и ток. Омметр продемонстрирует лишь обрыв в цепи или одно короткое замыкание. Для вспомогательной диагностики работоспособности применяют проверку замыкания на корпус таким же омметром.
• Это определяется по толщине проводов, которые выходят. Если прибор понижающий, то выводные проводники будут больше подводящих проводников. И получается, что: у повышающего вводные провода толще. Если две обмотки выходные, то толщина бывает идентичной, про это стоит помнить. Самый лучший способ проверить маркировку и отыскать технические параметры оборудования.

Проверка состояния изоляции

Для проведения измерения сопротивления изоляции следует использовать мегомметр с Uвых соответствующий требованиям техдокументации на ТТ. Для большинства существующих высоковольтных устройств проверку сопротивления изоляции следует проводить прибором с Uвых в 1 Кв.

Мегомметром проводят измерения сопротивление изоляции между:

• корпусом и обмотками (каждой из обмоток);
• каждой из обмоток и всеми остальными.

К эксплуатации могут быть допущены собранные токовые цепи с величиной сопротивления изоляции не менее 1 мОм.

Прямой метод проверки

Прямая проверка — наиболее проверенный способ, также называемый проверкой схемы под нагрузкой.

Для проведения следует использовать штатную цепь включения трансформатора в цепи первичного и вторичного оборудования или же, собрать новую цепь для проверки, при которой ток величиной от 20 до 100 % от номинальной величины проходит по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.

Численное значение замеренного первичного тока нужно разделить на численное значение замеренного тока вторичной обмотки. Полученное значение и будет коэффициентом трансформации, которое следует сравнить с паспортным значением, что позволит судить об исправности трансформатора.

Трансформатор тока может содержать не одну, а несколько вторичных обмоток. До начала испытаний все обмотки должны быть надежно подключены к нагрузке или же закорочены. В противном случае, в разомкнутой вторичной обмотке, при условии появлении тока в первичной обмотке, возникнет напряжение в несколько КВ, опасное для жизни человека и могущее привести к повреждению оборудования.

Магнитопроводы большинства высоковольтных трансформаторов тока нуждаются в заземлении. Для этого в их конструкции предусмотрена специальная клемма, которая маркируется буквой “З”.

На практике очень часто возникают какие-либо ограничения по проверке трансформаторов под нагрузкой, обусловленные особенностями эксплуатации и безопасности испытаний. В связи с этим часто используются иные способы проверки.

Косвенные методы

Каждый из перечисленных ниже способов проверки может предоставить лишь частичную информации о состоянии трансформаторов. Поэтому эти способы необходимо применять в комплексе.

Определение правильности маркировки выводов обмоток

Целостность обмоток ТТ и их выводов следует определять замером их активных сопротивлений с проверкой или последующим нанесением маркировки.

Определение начала и конца каждой из обмоток следует проводить способом, позволяющим установить полярность.

Проверка полярности выводов обмоток.

Для проведения испытаний к вторичной обмотке присоединить амперметр или вольтметр магнитоэлектрического типа с определенной полярностью на его выводах.

Определение полярности выводов обмоток Трансформатора тока.

Рекомендуется использовать прибор с нулем посередине шкалы, однако, допускается использовать и с нулем, расположенным в начале шкалы.

Все остальные вторичные обмотки трансформатора необходимо, из соображений безопасности, зашунтировать.

К первичной обмотке ТТ необходимо подключить источник постоянного тока, затем последовательно подключить к нему сопротивление для ограничения тока разряда. Достаточно использовать обыкновенный элемент питания (батарейку) с лампочкой накаливания. Вместо выключателя можно просто коснуться проводом от лампочки клеммы первичной обмотки ТТ и затем отвести его.

При совпадении полярности стрелка сдвинется вправо и возвратится назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет сдвигаться влево.

При отключении питания у однополярных обмоток стрелка сдвигается толчком влево, а в противном случае – толчком вправо.

Таким же образом следует проверить полярность подключения других обмоток трансформатора.

Снятие характеристики намагничивания.

Зависимость напряжения на клеммах вторичных обмоток от протекающего по ним тока намагничивания называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ. Она свидетельствует о правильности работы обмотки и магнитопровода, позволяет оценить их исправность.

Для того, чтобы исключить влияние помех со стороны расположенного рядом силового оборудования, характеристику ВАХ следует снимать, предварительно разомкнув цепь первичной обмотки.

Для построения характеристики ВАХ необходимо пропускать переменный ток различных величин через обмотку ТТ и измерять напряжение на входе обмотки. Такие испытания можно проводить любым лабораторным стендом с блоком питания, имеющим выходную мощность, позволяющую нагружать обмотку до насыщения магнитопровода трансформатора, при котором кривая насыщения обратится в горизонтальное положение.

Полученные по замерам данные нужно занести в таблицу протокола. По табличным данным строятся графики ВАХ.

Перед началом проведения замеров и после их окончания следует в обязательном порядке производить размагничивание магнитопровода методом нескольких постепенных увеличений тока в обмотке и последующим снижением тока до нуля.

Важно

Для измерения значений токов и напряжений следует использовать приборы электромагнитной или электродинамической систем, которые могут воспринимать действующие значения тока и напряжения.

Наличие в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. В связи с этим, при первом использовании исправного ТТ необходимо сделать замеры и построить график ВАХ, а при последующих проверках ТТ через определенное нормативами время следует контролируют состояние выходных параметров.

Разрыв — вторичная цепь — трансформатор — ток

Разрыв — вторичная цепь — трансформатор — ток

Cтраница 1

Разрыв вторичной цепи трансформатора тока ( холостой ход) недопустим и является для него аварийным режимом.  [1]

Почему разрыв вторичной цепи трансформатора тока при прохождении тока в первичной обмотке является аварийным режимом.  [2]

Такие включения нужно делать без разрыва вторичной цепи трансформатора тока.  [3]

Кроме того, при работе в режиме холостого хода резко увеличивается нагрев сердечника трансформатора из-за возрастания индукции. Поэтому разрыв вторичной цепи трансформатора тока под нагрузкой совершенно недопустим.  [4]

В некоторых защитах одно и то же реле сопротивления используется для осуществления двухступенчатой односистемной дистанционной защиты и к поврежденным фазам подключается пусковыми органами. Переключения в цепях тока и напряжения должны производиться без разрыва цепи, так как в первом случае это связано с недопустимостью разрыва вторичных цепей трансформаторов тока, а во втором — с возникновением в контурах обмоток переходных процессов, приводящих к неправильным действиям реле. Для таких переключений используются обычно реле серии КДР. Так как контакты этих реле маломощны, то в цепях тока включают промежуточные трансформаторы тока, снижающие ток до допустимого для контактов значения.  [5]

Серьезную опасность представляет для работающих случайный разрыв вторичной цепи трансформаторов тока. Поэтому все подключения переносных приборов к вторичной цепи трансформаторов тока последовательно с обмотками счетчика для их проверки под нагрузкой необходимо производить без разрыва вторичной цепи трансформаторов тока.  [6]

Уменьшатся или увеличатся потери трансформатора. К чему приводит разрыв вторичной цепи трансформатора тока.  [7]

Обмотка электромагнита 8 имеет ряд отпаек. Уставка тока регулируется ступенчато путем подключения к этим отпайкам, следовательно, изменением числа витков катушки, включаемой во вторичную обмотку трансформатора тока. Это производится без разрыва вторичной цепи трансформатора тока перестановкой двух штырей 12 контактного разъема на клеммной доске 9, которая и служит шкалой ступенчатой уставки тока.  [9]

Изменение уставки тока срабатывания индукционного и электромагнитного элементов — ступенчатое. Оно осуществляется изменением числа витков обмотки реле при помощи штепсельного устройства. Чтобы уставку тока можно было менять без разрыва вторичной цепи трансформаторов тока, предусмотрен второй ( запасной) штепсель. Уставка на время срабатывания осуществляется перемещением по шкале упора, определяющего положение сектора, а следовательно, и угол его поворота.  [10]

Реле типов ИТ-85 и ИТ-86 имеют размыкающий и замыкающий контакты с общей точкой. При срабатывании реле сначала замыкается замыкающий контакт, а затем размыкается размыкающий, чем и обеспечивается подключение отключающей катушки без разрыва цепи. При такой последова-тельности работы контактов исключается возможность разрыва вторичной цепи трансформатора тока и появления во вторичной обмотке трансформатора тока высокого напряжения, опасного для обслуживающего персонала.  [11]

Трансформатор тока ( рис. 8.11) служит для включения амперметра, а также токовых катушек других измерительных приборов. Первичную обмотку включают последовательно с приемником энергии, и ток в ней равен току нагрузки. Вторичная обмотка замкнута на амперметр, имеющий малое сопротивление, поэтому трансформатор тока работает в режиме короткого замыкания. Разрыв вторичной цепи трансформатора тока недопустим: резко возрастает напряжение на вторичной обмотке, возможен пробой изоляции и поражение электрическим током обслуживающего персонала.  [12]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Последствия при перегрузке трансформаторов тока (реальный пример)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хотел бы поделиться с Вами информацией по перегрузке трансформаторов тока и последствиями, возникающими при этом явлении.

В качестве примера я сошлюсь на реальный случай, который произошел буквально на днях на одной из распределительных подстанций.

В общем, дело было так. Низковольтная распределительная подстанция, щит 220 (В).

Прошу обратить внимание на то, что трехфазные сети с изолированной нейтралью и линейным напряжением 220 (В) и 500 (В) все еще используются у нас на производстве, поэтому особо не удивляйтесь.

На одном из фидеров ведется коммерческий учет электроэнергии с помощью счетчика ПСЧ-4ТМ.05МК.16, который подключен через два трансформатора тока ТОП-0,66 с коэффициентом трансформации 50/5. Сейчас про схему подключения я говорить не буду — на эту тему читайте отдельную статью: схемы подключения счетчиков электрической энергии через трансформаторы тока.

Для контроля тока нагрузки в фазе А подключен щитовой амперметр типа Э30, откалиброванный на коэффициент трансформации 50/5.

Вот принципиальная однолинейная схема этого присоединения.

Вот графики нагрузок за последние 2 месяца: сентябрь и октябрь. Эти данные я выгрузил из 30-минутных профилей мощности данного электросчетчика.

Средняя нагрузка за сентябрь составила 8,04 (А), максимальная нагрузка — 43,2 (А).

Средняя нагрузка за октябрь составила 11,7 (А), максимальная нагрузка — 103,05 (А).

Ничего не предвещало беды, пока потребитель однажды резко не увеличил потребляемую мощность. Как видите, с середины октября нагрузка стала частенько превышать 50 (А). Дело в том, что в это время потребитель приобрел и установил какой-то мощный станок. Соответственно, нагрузка на фидере резко возросла и порой превышала более 100% от номинального первичного тока наших ТТ.

Но всем известно, что у трансформаторов тока имеется некоторая перегрузочная способность и он способен кратковременно выдерживать некоторое увеличение нагрузки.

Существует единственный и действующий ГОСТ 7746-2001, по которым изготавливают трансформаторы тока и в котором упоминается про их допустимую перегрузку. В п.6.6.2 этого ГОСТа говорится следующее:

А вот эта самая таблица 10 (для наглядности я ее разбил на несколько частей).

Как видите, наибольший рабочий первичный ток не у всех ТТ превышает номинальный.

Чуть ниже по тексту в этом ГОСТе имеется примечание о том, что допускается кратковременно увеличивать первичный ток трансформаторов тока на 20% по отношению к его наибольшему рабочему первичному току, но по согласованию с производителем и не более 2 часов в неделю.

В нашем же случае потребитель ничего не согласовывал, а просто увеличил первичный ток ТТ даже не на 20%, а более, чем на 100%, что и привело к следующим последствиям.

Повышенный ток вызвал значительный нагрев обмоток ТТ. По фотографиям оплавленных корпусов уже снятых трансформаторов тока видно, что в основном грелась вторичная обмотка. Это объясняется тем, что при превышении тока нагрузки магнитопровод мог уйти в насыщение, а следовательно, грелась не только вторичная обмотка, но и само «железо».

Если бы оперативный персонал при периодическом осмотре вовремя не заметил зашкалившую стрелку амперметра и не почувствовал запах гари и оплавленной изоляции, то последствия могли быть еще более серьезней, например, вплоть до короткого замыкания. Вот ссылочка, где на примерах из своей практики я рассказывал про последствия от коротких замыканий. Тогда бы точно пришлось менять не только трансформаторы тока.

Поэтому и было решено немедленно отключать данный фидер!

По этому инциденту пока еще ведется расследование, но в любом случае за нарушение эксплуатации электроустановки потребитель понесет наказание, согласно действующего законодательства (скорее всего штраф). Естественно, что ему же придется оплатить приобретение новых трансформаторов тока и услуги по их замене.

С учетом изменившейся нагрузки потребитель запросил увеличить выделяемую мощность, поэтому было решено установить трансформаторы тока ТТИ-А с коэффициентом трансформации 150/5, что мы успешно и сделали. Также нам пришлось заменить щитовой амперметр, откалиброванный на коэффициент 150/5 с пределом 150 (А).

Замену трансформаторов тока, как на высоковольтных, так и на низковольтных подстанциях, по тем или иным причинам мы производим с регулярной периодичностью.

Вот буквально около месяца назад на этой же подстанции мы производили замену стареньких трансформаторов тока КЛ-0,66 на ТТИ-А. У меня даже фотографии сохранились — до замены и после. Причина замены: не прошли очередную поверку.

Зачастую старые ТТ, в основном такие как, ТК-10 или ТК-20 выходят из строя по причине ухудшения изоляции первичной обмотки, но об этом я напишу как-нибудь в следующий раз.

В конце статьи посмотрите видеоролик, который я снял в момент перегрузки трансформаторов тока на данном фидере — очень впечатляет такой режим работы:

Источник

Устранение ошибки в подключении трехфазного счетчика электрической энергии

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хотел бы рассказать Вам об ошибке при подключении трехфазного электросчетчика, которую я буквально на днях устранил на одной из высоковольтных подстанций.

Ошибка довольно распространенная, поэтому я и решил написать о ней отдельную статью. В общем дело было так.

Отдел учета и планирования энергоресурсов на нашем предприятии передал замечание, что на одном из фидеров имеется недоучет.

Распределительное устройство типа КРУ, т.е. комплектное. Напряжение электроустановки 10 (кВ).

С ячейки №11 (см. схему) с помощью силового кабеля ААШВ (3х120) запитан силовой масляный трансформатор мощностью 1000 (кВА).

Как видите, на выкатном элементе (каретке) установлен высоковольтный масляный выключатель ВМПЭ-10 номинальным током 630 (А) с электромагнитным приводом ПЭВ-14.

Кстати, привод ПЭВ-14 достаточно надежный и легко-эксплуатируемый по сравнению с теми же ВИЕЮ-30, ПЭВ-2 или ПС-10. Правда привод ПЭ-11 все равно в моем рейтинге занимает самое первое место.

Трехфазный счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 установлен на двери релейного отсека КРУ-10 (кВ). Там же установлены амперметр и светодиодная лампа «Блинкер не поднят», символизирующая о срабатывании предупредительной или аварийной сигнализации на данном фидере.

Счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 подключен через трансформатор напряжения НТМИ-10 (про НТМИ-10 более подробно читайте здесь), установленный на сборных шинах КРУ (ячейка №15), и два трансформатора тока ТПЛ-10 с коэффициентом 150/5, установленных в кабельном отсеке КРУ, соответственно, в фазах А и С (схема неполной звезды).

Надеюсь, что Вы помните цветовую маркировку шин и проводов в трехфазной сети!? Легко-запоминающаяся аббревиатура «ЖЗК»: желтый цвет — фаза А, зеленый цвет — фаза В, красный цвет — фаза С.

Такую схему подключения я уже подробно рассматривал в одной из своих статей (вот ссылочка). Здесь же речь пойдет несколько о другом.

Итак, перейдем непосредственно к нашей проблеме недоучета.

В первую очередь я решил снять векторную диаграмму, причем не с помощью, недавно приобретенного, вольтамперфазометра ПАРМА ВАФ-А(М), а непосредственно через программу «Конфигуратор».

Актуальную версию программы «Конфигуратор» и прочие драйверы можно скачать с официального сайта Нижегородского научно-производственного объединения имени М.В.Фрунзе (nzif.ru), в зависимости от комплектации Вашего ПК или ноутбука.

Вот изначальный вид векторной диаграммы.

По ней отчетливо видно, что вектор тока фазы А (желтого цвета) находится явно не на своем месте (значительно опережает вектор напряжения фазы А), т.е. он как-бы перевернут на 180°, что и подтверждается отрицательной активной мощностью «-13,79 (Вт)» (выделил красной окружностью). Вектор тока фазы В тоже опережает вектор напряжения фазы В, но это по причине тока в фазе А, т.к. фаза В здесь мнимая (схема неполной звезды).

Вектор полной мощности находится в нижнем IV квадранте: активная мощность имеет положительный характер Р=21,58 (Вт), а реактивная — отрицательный Q=-27,82 (ВАР). Это означает то, что реактивная энергия на этом фидере как-бы генерируется. Так быть не должно, ведь это обычный трансформаторный фидер и никаких компенсирующих устройств на этой отходящей линии нет.

Старшему мастеру оперативного персонала я подал заявку на вывод фидера в ремонт, потому что в любом случае нужен доступ к трансформаторам тока. Оперативный персонал, согласно задания наряда-допуска, подготовил рабочее место: отключил масляный выключатель, выкатил каретку, включил заземляющие ножи на кабель 10 (кВ), а также выполнил все остальные необходимые технические мероприятия. Более подробно и наглядно о технических мероприятиях я рассказывал в статье про вывод в ремонт масляного выключателя, правда в распределительном устройстве КСО, а не КРУ, но суть одинаковая.

И вот только после всех описанных выше обязательных организационных и технических мероприятий мы приступили к поиску неисправности в цепях подключения электросчетчика.

Напомню, что схема соединения трансформаторов тока — неполная звезда. Вот схема токовых цепей подключения счетчика. Также в цепях учета установлен амперметр (РА) и преобразователь тока для устройства телемеханики.

Сначала мы с коллегами решили прозвонить вторичные цепи от трансформаторов тока до самого первого клеммника в релейном отсеке.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы А выполнена проводами черного цвета.

Напомню, что у трансформатора ТПЛ-10 имеются две вторичные обмотки. Одна используется для цепей учета (сюда могут также подключаться амперметры, ваттметры, фазометры, различные преобразователи тока и мощности для систем телемеханики, и т.п.), а другая обмотка — применяется исключительно для цепей релейной защиты. Нас интересует только первая обмотка (мы называем ее измерительной), которая обозначается, как 1И1 и 1И2.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы С выполнена проводами синего цвета.

Для этого отключаем провода от обмоток трансформаторов тока и с клеммника, и прозваниваем жилы в следующем порядке:

• А421 (И1 на ТТ фазы А) — А421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы А) — О421 (на клеммнике)
• С421 (И1 на ТТ фазы С) — С421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы С) — О421 (на клеммнике)

На клемнике провода О421 от разных ТТ соединяются между собой с помощью перемычки и далее на испытательную коробку (КИП) идет уже общий нулевой провод О421, а также два фазных провода А421 и С421.

Заземление вторичных цепей трансформаторов тока — это обязательное условие и должно выполняться в одной точке (ПУЭ, п.3.4.23).

Точка заземления может быть, как непосредственно у трансформаторов тока, т.е. в кабельном отсеке КРУ, так и на ближайшем клеммнике, т.е. в релейном отсеке, как в нашем случае.

Прозвонка показала, что маркировка и схема подключения вторичных цепей трансформаторов тока правильная.

Теперь осталось проверить маркировку первичных выводов трансформаторов тока (Л1-Л2) по отношению к источнику питания и друг другу.

Питание на трансформаторы тока подходит снизу (с нижних разъемов выкатного элемента), поэтому там и должен быть расположен вывод Л1. Отходящий силовой кабель подключается сверху на вывод Л2.

На фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2).

Маркировка первичной обмотки (Л1-Л2) находится с правой стороны и из-за силового кабеля трудно было подлезть к трансформатору тока на фазе А, поэтому пришлось воспользоваться зеркалом.

Не удивительно, когда обнаружилось, что на фазе А трансформатор тока установлен наоборот по отношению к фазе С, ну и соответственно, к источнику питания.

Т.е. на фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2), а на фазе А — в обратном (Л2-Л1). Хотя внешне кажется, что они абсолютно одинаковые: первичные выводы изогнуты в одну сторону, вторичные выводы расположены с одной и той же стороны.

Тогда дело остается за малым — это изменить направление тока во вторичной обмотке фазы А, т.е. А421 подключить на клемму 1И2, а О421 — на клемму 1И1, т.е. поменять местами провода.

После этого, на всякий случай, я решил измерить следующие параметры обоих трансформаторов тока.

1. Омическое сопротивление вторичных цепей ТТ (измерительная обмотка и обмотка для релейной защиты).

• Rизм.А = 0,37 (Ом)
• Rизм.С = 0,36 (Ом)
• Rрел.А = 0,38 (Ом)
• Rрел.С = 0,38 (Ом)

2. Сопротивление изоляции вторичных цепей ТТ

• Rизол.изм. = 100 (МОм)
• Rизол.рел. = 200 (МОм)

3. Вольтамперная характеристика (ВАХ) трансформаторов тока

Снял ВАХ у измерительных обмоток (1И1-1И2) каждой фазы. Для этого, естественно, что нужно отключить заземление вторичных обмоток.

У обмоток для релейной защиты (2И1-2И2) ВАХ снимать не стал, т.к. эти работы будут производиться отдельно, согласно имеющегося у нас графика ППР.

4. Коэффициент трансформаторов тока

С помощью устройства РЕТОМ-21 навел на первичную сторону ТТ ток величиной 120 (А), а с помощью амперметра измерил ток во вторичной обмотке и он составил 4 (А) — это значит, что коэффициент трансформации равен 30.

5. Заключение

Сделал заключение, что трансформаторы тока со вторичными цепями исправны и фидер можно вводить в работу. Подал заявку мастеру оперативной службы на сборку силовой схемы.

После включения силового трансформатора в работу под небольшую нагрузку, аналогично, с помощью программы «Конфигуратор» снял векторную диаграмму — она получилась правильная и «красивая», как и должна была быть изначально.

Общий вектор полной мощности теперь располагается в нужном первом квадранте. Токи фаз также на своих местах с нормальными углами сдвига.

На этом все, спасибо за внимание. Будьте внимательны при установке трансформаторов тока и не допускайте подобных ошибок — соблюдайте полярность вторичных выводов по отношению к первичным.

Источник

1) Есть вероятность что на некоторых дисковых счетчиках при смене полярности на ТТ на счетчике будет считаться меньшая нагрузка.

Это не вероятность , так и будет , более того , на старых счетчиках , без храповика, если грузить только эту фазу, то диск будет крутить в обратную сторону.

Можно осциллографом фазировку посмотреть, , если он есть , ну или изощренным методом — соединить ТТ последовательно , начало одного с концом другого, через первички пропустить ток, и мерить на обмотках напряжение, при правильном соединении ,напряжения сложатся, при неправильном будут вычитаться.

Изменено 9 ноября, 2015 пользователем E_C_C

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хотел бы рассказать Вам об ошибке при подключении трехфазного электросчетчика, которую я буквально на днях устранил на одной из высоковольтных подстанций.

Ошибка довольно распространенная, поэтому я и решил написать о ней отдельную статью. В общем дело было так.

Отдел учета и планирования энергоресурсов на нашем предприятии передал замечание, что на одном из фидеров имеется недоучет.

Приведу данные об электроустановке.

Распределительное устройство типа КРУ, т.е. комплектное. Напряжение электроустановки 10 (кВ).

С ячейки №11 (см. схему) с помощью силового кабеля ААШВ (3х120) запитан силовой масляный трансформатор мощностью 1000 (кВА).

Как видите, на выкатном элементе (каретке) установлен высоковольтный масляный выключатель ВМПЭ-10 номинальным током 630 (А) с электромагнитным приводом ПЭВ-14.

Кстати, привод ПЭВ-14 достаточно надежный и легко-эксплуатируемый по сравнению с теми же ВИЕЮ-30, ПЭВ-2 или ПС-10. Правда привод ПЭ-11 все равно в моем рейтинге занимает самое первое место.

Трехфазный счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 установлен на двери релейного отсека КРУ-10 (кВ). Там же установлены амперметр и светодиодная лампа «Блинкер не поднят», символизирующая о срабатывании предупредительной или аварийной сигнализации на данном фидере.

Счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 подключен через трансформатор напряжения НТМИ-10 (про НТМИ-10 более подробно читайте здесь), установленный на сборных шинах КРУ (ячейка №15), и два трансформатора тока ТПЛ-10 с коэффициентом 150/5, установленных в кабельном отсеке КРУ, соответственно, в фазах А и С (схема неполной звезды).

Надеюсь, что Вы помните цветовую маркировку шин и проводов в трехфазной сети!? Легко-запоминающаяся аббревиатура «ЖЗК»: желтый цвет — фаза А, зеленый цвет — фаза В, красный цвет — фаза С.

Такую схему подключения я уже подробно рассматривал в одной из своих статей (вот ссылочка). Здесь же речь пойдет несколько о другом.

Итак, перейдем непосредственно к нашей проблеме недоучета.

В первую очередь я решил снять векторную диаграмму, причем не с помощью, недавно приобретенного, вольтамперфазометра ПАРМА ВАФ-А(М), а непосредственно через программу «Конфигуратор».

Актуальную версию программы «Конфигуратор» и прочие драйверы можно скачать с официального сайта Нижегородского научно-производственного объединения имени М.В.Фрунзе (nzif.ru), в зависимости от комплектации Вашего ПК или ноутбука.

Вот изначальный вид векторной диаграммы.

По ней отчетливо видно, что вектор тока фазы А (желтого цвета) находится явно не на своем месте (значительно опережает вектор напряжения фазы А), т.е. он как-бы перевернут на 180°, что и подтверждается отрицательной активной мощностью «-13,79 (Вт)» (выделил красной окружностью). Вектор тока фазы В тоже опережает вектор напряжения фазы В, но это по причине тока в фазе А, т.к. фаза В здесь мнимая (схема неполной звезды).

Вектор полной мощности находится в нижнем IV квадранте: активная мощность имеет положительный характер Р=21,58 (Вт), а реактивная — отрицательный Q=-27,82 (ВАР). Это означает то, что реактивная энергия на этом фидере как-бы генерируется. Так быть не должно, ведь это обычный трансформаторный фидер и никаких компенсирующих устройств на этой отходящей линии нет.

Старшему мастеру оперативного персонала я подал заявку на вывод фидера в ремонт, потому что в любом случае нужен доступ к трансформаторам тока. Оперативный персонал, согласно задания наряда-допуска, подготовил рабочее место: отключил масляный выключатель, выкатил каретку, включил заземляющие ножи на кабель 10 (кВ), а также выполнил все остальные необходимые технические мероприятия. Более подробно и наглядно о технических мероприятиях я рассказывал в статье про вывод в ремонт масляного выключателя, правда в распределительном устройстве КСО, а не КРУ, но суть одинаковая.

После этого оперативный персонал произвел первичный допуск нашей бригады на подготовленное рабочее место по наряду-допуску.

И вот только после всех описанных выше обязательных организационных и технических мероприятий мы приступили к поиску неисправности в цепях подключения электросчетчика.

Напомню, что схема соединения трансформаторов тока — неполная звезда. Вот схема токовых цепей подключения счетчика. Также в цепях учета установлен амперметр (РА) и преобразователь тока для устройства телемеханики.

Сначала мы с коллегами решили прозвонить вторичные цепи от трансформаторов тока до самого первого клеммника в релейном отсеке.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы А выполнена проводами черного цвета.

Напомню, что у трансформатора ТПЛ-10 имеются две вторичные обмотки. Одна используется для цепей учета (сюда могут также подключаться амперметры, ваттметры, фазометры, различные преобразователи тока и мощности для систем телемеханики, и т.п.), а другая обмотка — применяется исключительно для цепей релейной защиты. Нас интересует только первая обмотка (мы называем ее измерительной), которая обозначается, как 1И1 и 1И2.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы С выполнена проводами синего цвета.

Для этого отключаем провода от обмоток трансформаторов тока и с клеммника, и прозваниваем жилы в следующем порядке:

• А421 (И1 на ТТ фазы А) — А421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы А) — О421 (на клеммнике)
• С421 (И1 на ТТ фазы С) — С421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы С) — О421 (на клеммнике)

На клемнике провода О421 от разных ТТ соединяются между собой с помощью перемычки и далее на испытательную коробку (КИП) идет уже общий нулевой провод О421, а также два фазных провода А421 и С421.

Заземление вторичных цепей трансформаторов тока — это обязательное условие и должно выполняться в одной точке (ПУЭ, п.3.4.23).

Точка заземления может быть, как непосредственно у трансформаторов тока, т.е. в кабельном отсеке КРУ, так и на ближайшем клеммнике, т.е. в релейном отсеке, как в нашем случае.

Прозвонка показала, что маркировка и схема подключения вторичных цепей трансформаторов тока правильная.

Теперь осталось проверить маркировку первичных выводов трансформаторов тока (Л1-Л2) по отношению к источнику питания и друг другу.

Питание на трансформаторы тока подходит снизу (с нижних разъемов выкатного элемента), поэтому там и должен быть расположен вывод Л1. Отходящий силовой кабель подключается сверху на вывод Л2.

На фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2).

Маркировка первичной обмотки (Л1-Л2) находится с правой стороны и из-за силового кабеля трудно было подлезть к трансформатору тока на фазе А, поэтому пришлось воспользоваться зеркалом.

Не удивительно, когда обнаружилось, что на фазе А трансформатор тока установлен наоборот по отношению к фазе С, ну и соответственно, к источнику питания.

Т.е. на фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2), а на фазе А — в обратном (Л2-Л1). Хотя внешне кажется, что они абсолютно одинаковые: первичные выводы изогнуты в одну сторону, вторичные выводы расположены с одной и той же стороны.

Ладно, с этим разобрались.

Тогда дело остается за малым — это изменить направление тока во вторичной обмотке фазы А, т.е. А421 подключить на клемму 1И2, а О421 — на клемму 1И1, т.е. поменять местами провода.

Готово.

После этого, на всякий случай, я решил измерить следующие параметры обоих трансформаторов тока.

1. Омическое сопротивление вторичных цепей ТТ (измерительная обмотка и обмотка для релейной защиты).

• Rизм.А = 0,37 (Ом)
• Rизм.С = 0,36 (Ом)
• Rрел.А = 0,38 (Ом)
• Rрел.С = 0,38 (Ом)

2. Сопротивление изоляции вторичных цепей ТТ

• Rизол.изм. = 100 (МОм)
• Rизол.рел. = 200 (МОм)

3. Вольтамперная характеристика (ВАХ) трансформаторов тока

Снял ВАХ у измерительных обмоток (1И1-1И2) каждой фазы. Для этого, естественно, что нужно отключить заземление вторичных обмоток.

У обмоток для релейной защиты (2И1-2И2) ВАХ снимать не стал, т.к. эти работы будут производиться отдельно, согласно имеющегося у нас графика ППР.

4. Коэффициент трансформаторов тока

С помощью устройства РЕТОМ-21 навел на первичную сторону ТТ ток величиной 120 (А), а с помощью амперметра измерил ток во вторичной обмотке и он составил 4 (А) — это значит, что коэффициент трансформации равен 30.

5. Заключение

Сделал заключение, что трансформаторы тока со вторичными цепями исправны и фидер можно вводить в работу. Подал заявку мастеру оперативной службы на сборку силовой схемы.

После включения силового трансформатора в работу под небольшую нагрузку, аналогично, с помощью программы «Конфигуратор» снял векторную диаграмму — она получилась правильная и «красивая», как и должна была быть изначально.

Общий вектор полной мощности теперь располагается в нужном первом квадранте. Токи фаз также на своих местах с нормальными углами сдвига.

На этом все, спасибо за внимание. Будьте внимательны при установке трансформаторов тока и не допускайте подобных ошибок — соблюдайте полярность вторичных выводов по отношению к первичным.

Дополнение. Рекомендую почитать мою статью о поиске неисправности в цепях учета (пропала фаза В цепей напряжения у счетчика ПСЧ-4ТМ.05М).

P.S. Кстати, могу более подробно рассказать в отдельных своих статьях о проверке трансформаторов тока со схемами, графиками, анализом и т.п. Кому интересно — дайте знать в комментариях к данной статье.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Обновлено: 27.06.2023

Трансформаторы тока (ТТ) применяются в энергетике, в качестве преобразователей в измерительных схемах и в релейной защите.

Гальваническая развязка вторичной и первичной обмотки ТТ позволяет безопасно измерить силу проходящего тока.

Первичная обмотка ТТ включается в разрыв измеряемой линии (Рис. 1). Проходящей по первичной обмотке ток производит магнитный поток, который в свою очередь наводит ток во вторичной. Начало и конец первичной и вторичной обмотки обозначены как Л1, Л2 и И1, И2 соответственно. Величина тока вторичной обмотки определяется коэффициентом трансформации ТТ. Если в первичной обмотке ток течет от начала к концу, то во вторичной направление будет обратным.

Нормальным режимом ТТ считается наличие короткого замыкание на вторичной обмотке (подключение реле или измерительного прибора с небольшим внутренним сопротивлением). При разомкнутых выводах, на вторичной обмотке наводится большое опасное напряжение. Также при холостом ходе ТТ, происходит значительный нагрев сердечника, приводящий к повреждению изоляции.

Подключение ТТ к линии определяется конструкцией самого измерительного трансформатора.

ТТ с многовитковой первичной обмоткой устанавливаются в рассечку измеряемой линии.

ОдновитковыеТТ подразделяются на трансформаторы без собственной первичной обмотки, в качестве которой используется проводник измеряемой линии, и на ТТ ее имеющие.

В одновитковых ТТ без первичной обмотки, измеряемая линия проходит внутри вторичной (Рис. 3). Конструкция последней бывает не разборной, известной как шинная (Рис. 3, а) и разборной (Рис. 3, б).

В одновитковых ТТ с первичной обмоткой (Рис. 4) измеряемая линия подключается к собственной катушке трансформатора выполненной в виде прямого (Рис. 4, а) или U-образного проводника (Рис. 4, б).

Своевременная поверка и замена трансформатора тока, обязательные, так как от устройства зависит точность измерений при обслуживании особо мощных электроустановок, безопасность функционирования и взаимодействие с ними. Устройство понижает мощность до нужного уровня, давая возможность подключать измерительные приборы. Выбор трансформатора тока осуществляется под задачи (защита или измерение), конкретную мощность и особенности оборудования.

Понятие трансформатор тока, назначение

Под трансформаторами тока (ТТ) подразумевают аппараты статичного типа с электромагнитным принципом с обмотками (две или больше) на металлическом стержне (магнитопроводе) с выводами для подключения в сеть и к измерительным приборам.

Для чего применяют ТТ:

• подсоединения измерителей, РЗиА (защитных реле), которые не выдержали бы первоначальной нагрузки. Происходит изолирование подключаемого и работающего узла от чрезмерных мощностей обслуживаемого оснащения;
• расширение пределов измерений;
• понижения тока по мощности и создание защиты;
• контроль в цепях с высокими величинами, например, в сварочном аппарате, где ток достигает 150–250 А;
• в любых других случаях, когда надо понизить ток.

Где используются

ТТ широко применяются при транспортировке электроэнергии на большие расстояния, для распределения между приемниками. Они отличаются тем, что предназначены для выпрямительных, стабилизирующих, сигнальных, усиливающих, контрольных узлов, на станциях и объектах, производящих электричество. Именно поэтому к их точности и подключению требования чрезвычайно высокие — даже ничтожные отклонения значимые.

Где чаще всего и зачем применяют:

• в промышленной, производственной энергетике, в релейных узлах подстанций, распределительных конструкциях, мощных электроустановках;
• для замеров и в приборах, осуществляющих данную функцию. Ставят в узлы учета (коммерческого, бытового);
• для контроля высоких величин, при подсоединении учетных устройств, электросчетчиков.

В чем разница между трансформаторами тока и напряжения

Если рассматривать вопрос, чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения, то это алгоритм действия, назначение и компоновка, но иногда внешне приборы могут быть схожими.

Первичка может быть с одним витком через окно магнитопровода. На другой катушке строго определенный номинал.

Наличие в ЭУ слабо и среднемощных ТТ обезопасит работы — элемент разделяет цепи высоких/низких мощностей, упрощает измерители, реле.

Устройства, например, способны осуществлять понижение с тысяч ампер до 5 А, 1 А.

Разновидности

Есть много видов ТТ, но в наиболее общем виде выбор трансформаторов тока учитывает, что изделия подразделяются на измерительные (ТТИ) и для защиты.

• защита или контроль (измерение);
• промежуточные — для замеров, выравнивания токов в АВДТ;
• лабораторные.

• для размещения снаружи (в ОРУ), или внутри (в ЗРУ);
• встраиваемые (в ЭУ, измерителях, коммутационных агрегатах);
• накладные;
• для переноски (для лабораторий, тестирования).

• с множеством витков (петлеобразные, восьмеркой);
• одновитковые.

• сухая: (фарфор, эпоксид, бэкелит);
• промасленное покрытие;
• компаунд.

Токовый трансформатор может выполняться с возможностью открывать его, устанавливать и запирать, без отключения, в онлайн режиме.

Защитные ТТ

Измерительные ТТ

Задача измерительного трансформатора тока ТТИ — преобразовывать величины, создавая возможность подсоединять вольтметр, амперметр, другой измеритель, не боясь, что он перегорит от чрезмерной нагрузки. При этом получают максимально точные, достоверные данные измерений. Другими словами, ТТ изолирует подключаемый девайс, не только для замеров, но и любой другой по потребности, от высоких мощностей.

Устройство и принцип работы

В основе работы — электромагнитная индукция. Аппарат разделяет высоковольтные токонесущие части и трансформирует величины энергии до безопасных или требуемых.

Суть работы ТТ. Если через первичку идет переменный определенной силы ток, то вторичная катушка, будучи с постоянной активной нагрузкой, например (резистор или обслуживаемая ЭУ), создает на них падение напряжения пропорционально току первички (зависимо от коэффициента трансформации) и сопротивлению. Напряжение уменьшается в максимально возможном диапазоне, возможности понижения почти бесконечные.

Устройство, схема трансформатора тока:

• две (реже больше) обмотки на магнитопроводе из электростали:
• первичная (включаемая в сеть). Это любая токопроводящая жила;
• вторичная (от нее энергия подается к приемнику). Одиночная или групповая снабжается несколькими выводами для защитных цепей, приборов измерения и контроля;
• выводы, клеммы.

Первичные витки подсоединяются последовательным методом, поэтому там полная нагрузка, вторичная же замыкается на нее (реле защиты, счетчики), пропуская ток пропорциональный величине на первой. Сопротивление измерителей малое и считается, что все трансформаторы тока функционируют в состоянии КЗ.

Есть несколько вариантов вторичных обмоток, обычно они создаются для подсоединения защитных приспособлений и для приборов контрольных, учетных. К катушкам обязательно должна подключаться нагрузка со строго регламентированным сопротивлением — даже ничтожные отклонения приводит к критическим погрешностям замеров, не селективности РЗ.

Работа ТТ поэтапно на примере схемы

Трансформатор тока как устроен, принцип работы поэтапно:

1. Через первичную цепь (кол. витков W1) идет ток I1, преодолевается ее полное сопротивление Z1.
2. Вокруг катушки образуется магнитное направленное поле Ф1, улавливаемое стержнем стоящим перпендикулярно к вектору (I1) данной величины. Ориентация деталей делает потери энергии почти нулевыми.
3. Пересекающий перпендикулярные по отношению к нему витки W2 поток Ф1 создает там движущую силу Е2.
4. Из-за последней во вторичной катушке (Z2) появляется ток I2, преодолевающий сопротивление (ее и подсоединенной нагрузки Zн).
5. На клеммах витков вторичной катушки возникает понижение напряжения U2. Одно магнитное поле Ф2 от вторичных витков I2 понижает другое Ф1 в стержне. Возникший в нем трансформаторный поток Фт определяют суммой векторов (Ф1 и 2).

Важность коэффициента трансформации, класса точности, погрешности

Коэффициент трансформации (КТ) — определяет пропорциональность преобразования, задается при проектировании ТТ, при выпуске обязательно проверяется. На схеме это К1, определяемый соотношением l1/l2 (двумя векторами).

Эффективность коэффициентов собранных изделий отображает класс точности. При реальном функционировании токовые величины не постоянные, поэтому коэффициент обозначают номинальным. Пример: 1000/5 — при 1 кА рабочего тока (первичного) во вторичной цепи действует нагрузка 5 А. Именно по описанным значениям и проводится расчет продолжительность эксплуатации этого трансформаторного тока.

Погрешность ТТ влияет на класс его точности и определяется сечением, уровнем проницаемости материала магнитопровода, величинами магнитного пути.

Возрастание сопротивления нагрузки во вторичной цепи, превышающее возможности ТТ (при этом там генерируется повышенное напряжение), провоцирует пробой изоляции — трансформатор выходит из строя, перегорает. Поэтому важно правильно подбирать данный параметр. Предельное сопротивление есть в справочных материалах.

Монтаж, подключение, опасные факторы

При пробое изоляции обмоток возникает возможность поражения током, но риск предотвращается заземлением вывода (обозначается на корпусе) вторички.

На выводы вторичной катушки И1 и И2 токи полярные, они обязательно постоянно подсоединены на нагрузку. Идущая по первичной цепи энергия со значительным потенциалом (S=UI). В другой происходит трансформация, и при обрыве в ней там падает напряжение. Потенциал разомкнутых концов при протекании энергии большой, что представляет значительную опасность.

По описанным выше причинам все вторичные цепи ТТ собирают особо тщательно и надежно, на них и кернах, выведенных из функционирования, всегда ставят шунтирующие закоротки.

Как подключается ТТ

Есть несколько схем для изделий защитного типа. Рассмотрим подключение ТТ на трехфазное напряжение.

• самая распространенная, защита одно- и многофазных систем от КЗ;
• три ТТ соединяются в звезду.

Если ток ниже настроек на реле КА1–КА3, то это нормальная ситуация, защита не активируется. Ток на К0 — это сумма всех 3 фаз. При возрастании величин в одной из них растет ток и в ТТ. Произойдет сработка реле при КЗ и при превышении нагрузок.

• защита от межфазных замыканий для создания цепей с нейтралью с заземлением;
• для маломощных приемников с другими вариантами защиты.

Схема без обесточивания при КЗ на землю используется, но редко по этой же причине. Для защиты от замыканий между фазами и всплесков в одной из них.

ТТИ подсоединяются простым последовательным подключением первичных витков изделия.

Монтаж

Монтаж трансформаторов тока:

1. Ревизия устройства, проверка изоляции (должно быть выше 1 кОм на 1 В);
2. Отключают ЭУ;
3. Убедится в обесточивании, зафиксировать заземления.
4. Разметка, установка креплений. Запрещено размещать трансформатор вплотную к ЭУ (минимальный зазор — 10 см).
5. Выставляются таблички, ограждения.
6. Первичные витки подсоединяются последовательно, но с нагрузкой на вторичных. Если нет возможности подключить измеритель, то ее контакты замыкают, чтобы не было высоких мощностей на ней, которые приведут его повреждению.

ТТ не допускает холостого функционирования, его режим близок к КЗ: вторичные витки при подключении прибора к измеряемому току обязательно замыкаются. Иначе происходит перегревание, повреждающее изоляцию. Перед отсоединением измерителей сначала закорачивают катушки. У некоторых моделей для этого есть узлы клеммы, перемычки.

Расчет

Расчет трансформатора тока можно провести по онлайн-калькуляторам, подобрать по номиналу (например, для 10 кВ). Но это слишком упрощенные инструменты. Исчисления и параметры для выбора — чрезвычайно обширная тема, поэтому опишем основы.

Точность чрезвычайно важная, поэтому потребуются тщательные исчисления специалистами. Необходимо знать множество специфических нюансов, например:

• при разных схемах подсоединения, видах КЗ, есть разные формулы определения сопротивления;
• проверяют первичный ток на термо- и электродинамическую стойкость;
• есть свои нюансы для ТТ, для релейной защиты и для учетных целей, измерений.

Правила, как выбрать трансформатор тока в общих чертах:

• номинальное рабочее напряжение ТТ должно превышать или сравниваться с номиналом ЭУ (стандартные значения 0.66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750 кВ). Если обслуживаемое оборудование имеет 10 кВ, то изделие должно быть рассчитано на этот показатель;
• первичный ток ТТ — больше номинального тока у ЭУ, но учитывая перегрузочную способность;
• оценивают ТТ по номинальной мощности вторичной нагрузки, которая должны превышать расчетное ее значение. (Sном>=Sнагр);
• оценивают размеры и расположение для установки, номинальные нагрузки (есть таблица), наработка до отказа, срок службы, класс точности.

Проверка после расчета

• после расчета ТТ проверяют по загрузке при макс. и мин. значениях, протекающих через него нагрузок;
• по п. 1.5. 17 ПУЭ при макс. подключенной нагрузке ток во вторичной катушке — не менее 40 % номинала счетчика, при мин. — не менее 5 %;
• макс. загрузка должна быть от 40 %, а мин. — от 5 %, и в любом случае она не должна превышать 100 %, иначе возникнет перегрузка трансформатора;
• если рассчитанные величины макс./мин. загрузок меньше 40 % и 5 % соответственно, то надо подбирать изделие с меньшим номиналом, а если этого нельзя сделать по параметрам макс. нагрузки, надо предусмотреть монтаж двух счетчиков — для макс. и мин. нагрузки.

Самостоятельная сборка ТТ

Создание ТТ своими руками — отдельная тема, так как для процедуры потребуются широкое описание расчетов с формулами, но упрощенно процесс выглядит как наматывание рассчитанного количества витков медной проволоки на стержень (железо, сталь).

В основе лежит известный принцип. Токи на первичке и вторичке обозначают соотношением. Например, 100/5: величина на первой в 20 раз превышает таковую на второй, то есть, когда на ней есть 100 А, то на другой будет 5 А. Изделие 500/5 понижает 500 А до 5 А (на вторичных витках). Указанные величины зависят от соотношения количества витков.

Поверка

Поверка измерительных трансформаторов, трансформаторов напряжения, поверки трансформаторов тока всех возможных видов не имеют одного фиксированного срока. Разные типы и модели имеют свою периодичность поверочных мер.

Межповерочный интервал находится в диапазоне 4–16 лет. Например (модель — срок в годах):

• ТТИ-А — 5;
• ТОП — 8;
• ТШП — 16;
• ТОЛ-10 — 8;
• ТПЛ-10 — 8.

Узнать сроки можно из таких источников:

Поверки нужны для допуска к эксплуатации, мероприятие осуществляют специальные аккредитованные и лицензированные учреждения, лаборатории, структуры энергетических компаний. Исполнитель должен иметь соответствующее свидетельство. После мероприятия его проведение и состояние изделия подтверждается поверительным клеймом, пломбой, отметкой в паспорте, протоколом.

Основная цель поверки — определить погрешность. По непригодным изделиям гасят клеймо, вносят запись в паспорт, выдают извещение о непригодности, аннулируют предыдущие свидетельства.

При тестировании используют несколько методик и приборов (мегаомметры, вольтметры, амперметры, приборы сравнения токов). Подробно процедура прописана в ГОСТе 8.217-2003.

Где купить

Трансформатор — элемент электрической цепи, предназначенный для преобразования электроэнергии с одним показателем в другой.Во время работы на первичную обмотку (обращенная в сторону электрической цепи) подается ток с определенными показателями. Он перемещается на сердечник трансформатора и сцепляет обе обмотки. Далее ток перемещается по вторичке и уже движется в сторону получателя. Таким образом предприятия, жилые дома, учебные и государственные заведения могут пользоваться электричеством, подходящим для работы электроприборов.

В зависимости от количества мотков, трансформатор является повышающим или понижающим. Выходящий ток может быть, как ниже, так и выше поступаемого. Если на первичной обмотке витков больше, чем на вторичной, то трансформатор понижающий. Если наоборот, то повышающий. Монтаж трансформатора от этого не изменяется и проводятся одинаковые этапы.

Они используются, например, в трансформаторных блоках, которые распределяют электричество по жилым домам и квартирам. На первичку поступает ток с одним значением, а к нам в дома – преобразованный, с номинальным напряжением в 220 вольт.

Конструкция трансформатора

Чтобы осуществить полноценный монтаж трансформатора, нужно разобраться в его конструкции. Несмотря на сложность выполняемой работы, устроен он просто.

• Сердечник. Неизменный элемент трансформаторного блока. Является связующим звеном между двумя обмотками. Изготавливается из электротехнической стали. Это сплав с кремнием, иногда, с алюминием. Находится в специальном баке, на который устанавливаются выводы обмотки;
• Бак. Резервуар для сердечника. На своем корпусе имеет несколько дополнительных элементов: труба (требуется для экстренного вывода газа из резервуара, что предотвращает взрывы), защита газовая (выключает трансформатор при повреждениях), расширитель (уравнивает уровень масел внутри бака), соединитель-маслоотвод (соединяет бак с расширителем);
• Термосифонный фильтр. Осуществляет регенерацию масел, предотвращая увлажнение или окисление жидкости;
• Задвижки для слива. Позволяют регулировать количество масла внутри.

Особенности транспортировки трансформаторного блока

Для перевозки требуется соблюсти все условия, для ликвидации поломки при перевозке, способные нанести вред оборудованию.

Допустимые способы перевозки, в зависимости от типа ТБ

• ТБ крупногабаритные (более 90 т) в разобранном виде. Отсоединяются все выводы, расширители, фильтровочные блоки. Бак для масла должен быть заполнен каким-либо инертным газом;
• ТБ, массой до 90 тонн так же перевозятся в частично разобранном виде, но имеют ряд допущений. Бак может быть изначально заполнен маслом для удобства последующего монтажа;
• Малые трансформаторы могут транспортироваться в полностью собранном виде и с залитым маслом. Сразу после отгрузки они могут быть монтированы на посадочное место.

К дорожному полотну так же приводятся требования. Оно должно быть ровным, иметь градус наклона не более 7. Его размер очень важен, ведь отсутствие должного пространства для маневрирования автомобиля может привести к дополнительным проблемам.

Подготовка к монтажу

Монтаж трансформатора требует полноценной подготовки. Из-за размеров и массы оборудования, требуется подготовить посадочное место.

В этапы подготовки входит:

1. Создание фундамента. При установке фундамента важно учесть масло-сборную яму. В случае экстренных ситуаций, при которой вероятен взрыв трансформатора, вся жидкость будет сливаться в специальный отсек.
2. Осмотр и ревизия устройства. Важно, чтобы трансформатор был полностью исправен и не имел повреждений. Малейшие повреждения в обмотке или сердечнике приводит к некорректной работе. Также при монтаже важно учитывать размер. Трансформатор должен полностью вмещаться на посадочную площадку.
3. Устанавливаются пути транспортировки. Вес и хрупкость трансформатора не позволяют его перемещать в руках. Для удобной транспортировки требуется использовать специальные транспортные пути. По ним и будет переноситься блок до своего места назначения.
4. Подготовка баков для масла. Их стоит подготовить заранее, а так же нужны и временные баки для хранения масел до залива.
5. Подготовка силикагеля для абсорбера.

Сборка трансформатора

Перед установкой устройства на фундамент, требуется дополнительно смонтировать все нужные элементы на корпус в следующем порядке:

1. Радиаторные узлы;
2. Газовое реле;
3. Расширитель;
4. Датчик уровня масла;
5. Фильтры;
6. Выводящие контакты;
7. Трансформаторы тока;
8. Контрольные приборы.

Некоторые элементы требуют предустановочную распаковку. Мероприятие требует определенных условий. Желательно, проводить работы в сухую, ясную погоду. Если влажность на отметке более 85 процентов, стоит проводить все манипуляции в комнате.

Этапы монтажа трансформатора

После всех подготовительных работ, можно переходить к самому монтажу. Здесь мы будем использовать базу, которую мы сделали заранее.

1. Выгрузка агрегата и установка на “рельсы”;
2. Транспортировка трансформатора до места установки;
3. Проверка целостности оборудования;
4. Монтаж трансформатора на фундамент;
5. Испытание монтажа;
6. Ввод в работу.

Изначально проводится тестовый ввод в холостую. Затем обязательно проводится проверка под нагрузкой.

Демонтаж трансформатора

В случае, если трансформатор был поврежден или прошел разрешенный срок его эксплуатации, его потребуется заменить. Демонтаж трансформатора так же требует подготовительных работ.

При ремонтных работах демонтируют не весь блок целиком. Отдельное отключение частей цепи позволяет полноценно определить причину поломки. При разборе блока важно осуществлять маркирование всех частей, которые возможно перепутать при последующем монтаже.

Этапы проведения демонтажа активной части

Изначально отсоединяют крышку бака. Извлекают переключатель и отводы. Для удобства дальнейшего монтажа их маркируют. Важно провести осмотр выводов, чтобы понять их дальнейшую работоспособность. При наличии прогара, трещин, их невозможно использовать дальше. Без повреждений их отсоединяют ножом от обмотки и отпаивают специализированными клещами, с угольным электродом. Если изоляция не повреждена, ее можно оставить и отводы демонтируют вместе с древесной рамой.

Современная жизнь человека невозможна без электричества. Оно используется во всех отраслях хозяйственной деятельности и в быту. Так как выработка электроэнергии сопряжена с немалыми затратами, для рационального ее использования применяют счетчики электрической энергии. Чтобы счетчик вел учет потребляемой энергии, требуется его установка, а подключается он посредством ввода в схему устройств, которые называются трансформаторами тока. статью ⇒Как снять показания счетчика?

Назначение и конструктивные особенности

В свою очередь, трансформатор тока — это устройство работающее по принципу электромагнитной индукции и служащее для измерения тока в цепях высокого напряжения, а также для организации систем защиты электрооборудования. То есть для того чтобы измерять ток в цепях с опасным высоким напряжением, например, 6 кВ, нельзя амперметром просто произвести замер, это очень опасно как для персонала, так и для самого прибора. Поэтому основная задача трансформаторов тока — это разделение высоковольтных токонесущих частей и преобразование энергии которая безопасна и для персонала, и для оборудования. Трансформаторы тока (ТТ) широко применяются в релейных защитах на подстанциях и распределительных устройствах. Поэтому к их точности и подключению предъявляются высокие требования. Зачастую первичной обмоткой его служит любая токопроводящая шина или жила кабеля, вторичная обмотка выполняется одиночная или групповая, с несколькими выводами для цепей защиты, контроля и измерения. Также, через трансформаторы тока подключаются и элементы учёта — счётчики электроэнергии.

То есть по назначению трансформаторы тока можно разделить на четыре основные группы:

1. измерительные;
2. защитные;
3. промежуточные;
4. лабораторные.

Одним из видов переносного устройства являются измерительные клещи. Ими очень легко можно измерять токи в цепях до 1 кВ. Правда, и по току их диапазон измерения очень небольшой, нагрузки в 1000 Ампер им будет измерять проблематично.

Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз

На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Как установить трансформатор тока

По роду и способу установки они делятся на:

1. Проходные;
2. Опорные;
3. Встроенные в электрооборудование;
4. Для электроустановок до 1 кВ или выше;
5. Для наружной установки в ОРУ (открытых распределительных устройствах);
6. Для внутренней установки в ЗРУ (закрытых распределительных устройствах).

Зачастую в цепях с маломощными двигателями и трансформаторами рассчитанных на 1 кВ и ниже установка трансформатора тока не требуется. Это всевозможные понижающие трансформаторы освещения, компрессоры, вентиляторы, обогревательные системы. Вообще, в быту трансформаторы тока устанавливаются крайне редко, разве что на трансформаторах, питающих целые районы или группы домов.

Трансформатор тока подключение

Рассмотрим несколько вариантов подключения трансформаторов тока в цепи трёхфазного напряжения.

Эта схема, где три трансформатора тока соединены в звезду, широко применена для защиты цепей от однофазных и многофазных коротких замыканий. Если в цепях протекает ток ниже того, на который настроены реле КА1-КА3, то это называется рабочим нормальным режимом работы и ни одна из защит не будет срабатывать. Ток, который протекает через реле К0 считается как геометрическая сумма токов всех трёх фаз. При увеличении тока в одной из фаз вырастит ток и в цепи защитного трансформатора сработает одно или несколько реле КА1-КА3, в зависимости от места повышения тока. Это необязательно случится при коротком замыкании, даже если нагрузка на контролируемом оборудовании будет выше номинальной, то произведёт отключение. Тем самым спасая дорогостоящее электрооборудование от ненормального режима работы. При замыкании на землю ток появится и в цепи реле К0, тем самым отключая электроустановку.

Схема с трансформаторами применяется для защиты от межфазных замыканий для организации цепей с заземлённой нейтралью. Схема с неполной звездой чаще всего используется для маломощных источников и потребителей, когда существуют и дополнительные виды разнообразных защит.

Такой вид соединения в треугольник, с одной стороны и в звезду с другой — используется в электроустановках для дифференциальной защиты.

Подключение трансформаторов тока, таким образом, даёт возможность защиты от межфазных замыканий и превышения тока в каждой из фаз, но отсутствует отключение при коротком замыкании на землю. Поэтому подключается так в исключительных очень редких случаях.

Принцип действия

Работа всех подобных приборов основывается на следующем принципе. У любого устройства есть силовая первичная обмотка. В ней содержится определенное количество витков провода, через который проходит напряжение.

На своем пути току приходится преодолевать препятствие, связанное с полным сопротивлением. В непосредственной близости от катушки создается магнитный поток. Его улавливает магнитопровод. В отношении проходящего тока он должен быть расположен перпендикулярно. При этом процесс превращения магнитной энергии в электрическую будет сопровождаться минимальными потерями.

Таким же образом располагается и вторичная обмотка. При пересечении ее магнитным потоком активируется электродвижущая сила, что приводит к образованию электричества.

Требуется приложение достаточных усилий для преодоления сопротивления катушки и выходной нагрузки. Поэтому возникает снижение напряжения, которое существует во вторичной цепи.

Принцип функционирования трансформатора тока основывается на явлении электромагнитной индукции

Особенности функционирования трансформаторов определяются предназначением устройств:

• Трансформаторы для сварки действуют по принципу максимальной отдачи. Они обладают возможностью выдерживать значительные нагрузки, при которых имеет место высокое напряжение.
• Работа однофазного трансформатора связана с эффектом, который проявляет магнитный поток. При замыкании вторичной обмотки возникает электродвижущая сила. По закону Ленца наблюдается уменьшение величины магнитного потока. На первичную обмотку однофазных устройств осуществляется подача постоянного тока, потому уменьшения магнитного потока не происходит.

Монтаж трансформатора тока

Перед тем как выполнить непосредственно сам монтаж трансформатора тока необходимо провести его ревизию и проверку сопротивления изоляции. Если она низкая то есть менее 1 кОм на 1 Вольт, то для начала хорошенько просушите его с помощью тепловентилятора или другой тепловой пушки. Сопротивление изоляции стоит при этом проверять каждые полчаса. Во время ревизии также проверяют комплектность устройства, элементов крепежа, состояние фарфоровых диэлектрических частей и корпуса. Осмотреть нужно:

• колодку вторичных выводов для цепей защиты и контроля;
• наличие их обозначений, маркировку;
• паспортную таблицу;
• состояние резьбы на болтовых соединениях выводов;
• наличие гаек и шайб.

Перед тем как непосредственно начать монтаж трансформатора тока, конечно же, всё начинается с отключения высоковольтной установки, проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях, а также установки переносных заземлений. Всё это является основными мерами безопасности персонала, производящего монтаж. Затем производится разметка в месте установки, и если необходимо то выполняются сверлильные работы в местах крепления конструкции. Если в помещении сыро, то стоит принять меры, препятствующие образованию коррозии (установка сушек и покраска контактных соединений). Запрещается установка трансформатора и монтаж, таким образом, чтобы их корпуса находились вплотную к друг, к другу. Расстояние должно быть не менее 100 мм.

Желательно если есть возможность то таблички с маркировкой должны быть видны из-за ограждений.

Главное правило подключения любого трансформатора тока, это запрет включения его в цепь без нагрузки на вторичной обмотке. Если нет возможности подключить прибор, то их необходимо соединить между собой, чтобы не возникло большое напряжение на ней, которое почти всегда приводит к выходу из строя измерительного устройства.

Классификация

Трансформаторы тока можно разделить в зависимости от целей использования. В соответствии с этим они применяются для измерения либо защиты. Классифицируются они и по ряду других принципов:

1. Градация в зависимости от рода установки.
2. Устройства, применяемые для эксплуатации во внешней среде.
3. Местом использования являются закрытые помещения.
4. Модели, которые встраиваются вовнутрь электроприборов.

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Параметры

Как и любое иное электрооборудование, токовые трансформаторы сопряжены с определенными требованиями, которые предъявляются к ним:

• номинальное напряжение должно находиться в широком диапазоне;
• величина номинального тока, зависящего от первичной обмотки;
• вторичный ток, проходящий через вторичную обмотку;
• величина вторичной нагрузки, характеризующее сопротивление внешней второй цепи.

Все эти данные отражаются в паспорте устройства либо в виде приложенной таблицы.

Трансформаторы тока выпускаются в различных исполнениях в зависимости от назначения и условий эксплуатации

Монтаж силовых трансформаторов

Установка силового трансформатора должна выполняться специально обученными бригадами под руководством высококвалифицированных электротехнического персонала. Они должны иметь достаточный опыт по производству этих работ в чётком соответствии с ТТМ 16.800.723–80. Масляные трансформаторы, применяемые в силовых электроустановках, отправлять завод изготовитель может в следующих состояниях:

1. С залитым полностью маслом и собранные;
2. Частично разобранные, с герметичным баком, в котором масло залито ниже крышки;
3. Демонтированные частично без масла, бак заполнен инертным газом;

Все работы по монтажу трансформаторов выполняются в чёткой регламентированной последовательности

1. Разгрузка электрооборудования после прибытия с завода изготовителя;
2. Транспортировка к месту установки;
3. Подготовительные монтажные работы;
4. Проверка состояния всех обмоток и переключателей;
5. Установка на выполненный заранее крепкий фундамент;
6. Монтаж охлаждающей системы и заливка масла, подключение вентиляторов обдува;
7. Осмотр на отсутствие течи масляной продукции;
8. Испытание трансформатора и пробное включение выполняется сразу без нагрузки в течение суток.

При этом монтаж трансформаторов лучше и безопаснее производить в светлое время суток.

Меры предосторожности

Эксплуатация трансформаторов тока предполагает соблюдение определенных мер безопасности, поскольку она связана с определенным риском по отношению к здоровью человека:

Параллельное соединение трансформаторов тока

На рис. 2.4.14. представлена схема параллельного соединения трансформаторов тока. Эту схему можно использовать с целью получения разных нестандартных коэффициентов трансформации. Схемы подключения счетчиков электроэнегии, как однофазных, так и 3-х фазных Вы можете найти тут.

Если трансформатор подключить наоборот

Трансформатор — это уникальное устройство, которое может работать как в одну, так и в другую сторону. То есть, как повышающий трансформатор может стать понижающим, так и наоборот. Например, если он рассчитан на подключении к его первичной обмотке напряжения 6 кВ, а на вторичной при этом должно появиться 0,4 кВ, то он также может работать и в другую сторону. Если на вторичную обмотку будет подано 0,4 кВ, то на первичной появится 6 кВ. Эта особенность может быть очень опасной при проведении профилактических и текущих ремонтов этого оборудования. Обязательно отключение их и с низкой, и с высокой стороны. Нужно помнить это правило при подготовке рабочих мест.

Обзор популярных моделей и производителей

Производством трансформаторов тока, через которые выполняется подключение к сети электросчетчиков, занимается множество компаний, в том числе с мировым именем. В таблице представлены наиболее востребованные модели с указанием их основных технических характеристик и ориентировочной стоимости на отечественном рынке

Как подключить понижающий трансформатор

Чаще всего установка трансформатора требуется чтобы понизить напряжение. Поэтому, как правильно подключить трансформатор такого понижающего назначения, вопрос который звучит очень часто. При подключении этого устройства, главное правильно выбрать его в соответствии с:

• Величиной входного напряжения, то есть подаваемого на первичную;
• Величиной выходного напряжения на выводах, их может быть несколько, в зависимости от конструкции;
• Мощностью, которая зависит уже от мощности потребителей.

Подключение диодного моста к трансформатору может быть выполнено если есть необходимость получения постоянного напряжения. Вот схемы подключения диодного моста к однофазной, или к трёхфазной сети.

Аналоги трансформаторов

Существует огромное количество моделей токовых трансформаторов, которые, несмотря на различное обозначение, являются аналогами друг друга.

Подбор аналогичного устройства осуществляется посредством специальных таблиц, имеющихся на сайте каждого производителя. Например, трансформатор ТШ-0,66 может быть успешно заменен на устройства с маркировкой ТОП-0,66 или ТШП-0,66. А прибор ТПШЛ-10 — на трансформатор марки ТЛШ-10.

Симметрирующий трансформатор

Если понижающий трансформатор нагружать неравномерно то произойдёт перекос фаз, что является отрицательно влияющим механизмом. Следствием такой работы и потребления электроприёмников будет увеличение потребления электроэнергии, а со временем сбои и преждевременное разрушение изоляции. Безопасность питающихся потребителей при этом будет под угрозой. Для того чтобы не допустить этого нужно симметрировать фазы, за счёт применения симметрирующих трансформаторов.

Как видно из схемы здесь есть дополнительная обмотка, которая должна выдерживать номинальной ток одной из фаз. Она включается в разрыв нулевого проводника, что приводит к неплохим результатам, то есть симметричному вырабатыванию равных токов в нагрузке.

Распространенные ошибки при подключении

Часто встречающейся ошибкой при подключении счетчика через трансформатор является установка без заземления общей точки вторичных обмоток токовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

Еще одной нередкой ошибкой можно назвать выполнение работ без соблюдения норм ПУЭ. Особенно это касается требований, касающихся сечения жил токовых цепей. Их минимальное сечение для медного провода должно составлять от 2,5 мм. кв. Для цепей напряжения с медными жилами — от 1,5 мм. кв. статью ⇒Выбивает автомат.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Кол-во блоков: 27 | Общее кол-во символов: 28694
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

Читайте также:

  

• Охрана труда фрезеровщика кратко

  

• Сергей петрович капица кратко

  

• Ставрополье в 1917 году кратко

  

• Пущинская усадьба на оке кратко

  

• История турецкого языка кратко