Справочник по трансформаторам тока

Трансформаторы тока. В. В. Афанасьев

2-е изд., перераб. и доп. 1989.

Приведена методика расчета и проектирования высоковольтных трансформаторов тока. Рассмотрены вопросы погрешностей трансформаторов при нормальных условиях работы и при переходных режимах.

Изложены различные методы компенсации погрешностей и рассмотрены конструкции трансформаторов. Уделено внимание перспективам развития трансформаторов тока. Даны примеры расчета. Первое издание вышло в 1980 г ., второе издание переработано и дополнено, в частности материалом о современных измерительных преобразователях тока.

Для инженерно-технических работников, занятых проектированием, исследованием и производством трансформаторов тока, их монтажом и эксплуатацией.

Последние годы характеризуются быстрым развитием энергетики. Повышаются номинальные напряжения и токи электрооборудования, устанавливаемого в энергосистемах. В связи с объединением энергосистем значительно увеличиваются токи короткого замыкания. Все это приводит к необходимости создания нового высоковольтного оборудования, одним из видов которого являются трансформаторы тока (ТТ). Им и посвящена настоящая работа. Конструкциям и расчету трансформаторов тока высокого напряжения в Советском Союзе, да и за рубежом посвящено очень мало обстоятельных книг. В СССР по трансформаторам тока Энергоатомиздатом (изд-во «Энергия», Госэнергоиздат) были выпущены следующие книги: в 1962 г . [10]; в 1964 г . [14]; в 1966 г . [19] и в 1980 г . [97]. За прошедшее время в области конструирования и расчета трансформаторов тока произошли значительные изменения. Существенное увеличение номинальных напряжений и токов в энергосистемах ведет к повышению требований к трансформаторам тока, особенно при их работе в переходных режимах. В связи с этим в Советском Союзе и за рубежом были проведены обширные исследования работы трансформаторов тока в переходных режимах. В результате этих исследований получены новые интересные решения, которые освещались в ряде статей и сборников. Кроме того, в целях повышения качества и надежности трансформаторов тока Госстандартом было издано много нормативных документов, определяющих новые требования к трансформаторам тока. Утверждена терминология по трансформации тока.

Вышеизложенное привело к необходимости выпуска новой книги по трансформаторам тока, в которой, помимо общих конструктивных сведений и расчетов токовых и угловых погрешностей, были бы подробно рассмотрены расчет полной погрешности в предельных и установившихся режимах, анализ и расчет погрешностей в переходных режимах, новые направления в развитии трансформаторов тока и некоторые другие вопросы. Необходимо было обобщить материалы по трансформаторам тока, приведенные в статьях ряда журналов и в сборниках. Во второе издание не вошла глава о точности работы трансформаторов тока с нелинейными характеристиками намагничивания в переходных режимах как менее актуальная. Но зато расширена глава о линейных ТТ.

Добавлены разделы о трансформаторах постоянного тока, преобразователях тока, управляемых напряжением, преобразователях с емкостной связью и др.

Ограниченный объем настоящей работы не позволил изложить в ней все вопросы, касающиеся трансформаторов тока, в частности рассмотреть лабораторные трансформаторы тока; трансформаторы тока нулевой последовательности; трансформаторы тока, основанные на некоторых новых принципах передачи сигнала от цепи высокого напряжения к устройствам, находящимся под потенциалом земли (с использованием эффекта Холла, радиосигналов и др.).

Кратко изложены и некоторые методы расчета переходных режимов работы существующих трансформаторов тока, применяемые при проектировании и эксплуатации релейной защиты, когда допускаются весьма большие погрешности. Читатель может найти подробные сведения об этих методах в соответствующих статьях и книгах, указанных в списке литературы.

Книга является результатом совместной работы авторов. Главы 1, 2, 5 и 8 (за исключением § 1-5, 2-7 и 5-4) написаны В. В. Афанасьевым, § 1-5, 2-7 и 3-4 написаны совместно И. М. Сиротой и Б. С. Стогнием; § 3-1, 3-2, 4-2 и глава 10 написаны И. М. Сиротой, в написании § 10-2 вместе с И. М. Сиротой принимал участие ныне покойный В. Л. Фабрикант; § 3-3, 7-4 и глава 4 (за исключением § 4-2) написаны Б. С. Стогнием, § 5-4 и главы 6 и 7 (за исключением § 7-4) написаны В. М. Кибелем, глава 9 —• Н. М. Адоньевым. Общее руководство при подготовке рукописи выполнено В. В. Афанасьевым.

Авторы выражают глубокую благодарность В. К. Тарасову, взявшему на себя рецензирование настоящей работы и давшему ряд ценных замечаний.

Авторы признательны Б. С. Видзиговскому, А. 3. Вильницу, В. К. Килевому, Д. Г. Люстричкову, Г. Т. Мессерману, Е. Н. Танкевичу, В. И. Цыцарову и В. Б. Чакст, оказавшим большую помощь в подготовке настоящей работы и просмотревшим ее отдельные главы.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ТОКА И ТРАНСФОРМАТОРАХ ТОКА

1-1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Назначение измерительных преобразователей и трансформаторов тока. Под измерительным преобразователем тока (ИПТ) будем понимать устройство, предназначенное для преобразования первичного тока в такой выходной сигнал, информативные параметры которого функционально связаны с информативными параметрами первичного тока. Для создания ИПТ можно использовать различные физические явления. В настоящее время ИПТ обычно создаются на основе широко применяемого в электротехнике трансформаторного эффекта — в виде трансформатора.

Трансформатором тока, являющимся наиболее широко применяемым ИПТ, называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал является током, практически пропорциональным первичному току и при правильном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь последовательно (в рассечку токопровода), а вторичная замыкается на некоторую нагрузку (измерительные приборы и реле), обеспечивая в ней ток, пропорциональный току в первичной обмотке.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (земля) на полное рабочее напряжение. Один конец вторичной обмотки обычно заземляется. Поэтому она имеет потенциал, близкий к потенциалу земли. Трансформаторы тока по назначению разделяются на трансформаторы тока для измерений и трансформаторы тока для защиты. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном ТТ.

Трансформаторы тока для измерений предназначаются для передачи информации измерительным приборам. Они устанавливаются в цепях высокого напряжения или в цепях с большим током, т. е. в цепях, в которых невозможно непосредственное включение измерительных’ приборов. Ко вторичной обмотке ТТ для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счетчиков и аналогичных приборов. Таким образом, трансформатор тока для измерений обеспечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для непосредственного измерения с помощью стандартных измерительных приборов;

2) изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения. Трансформаторы тока для защиты предназначаются для передачи измерительной информации в устройства защиты и управления. Соответственно этому трансформатор тока для защиты обеспечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для питания устройств релейной защиты;

2) изолирование реле, к который имеет доступ, обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения. Трансформаторы тока в установках высокого напряжения необходимы даже в тех случаях, когда уменьшения тока для измерительных приборов или реле не требуется.

Классификация ИПТ и ТТ. В зависимости от рода тока, ИПТ разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В дальнейшем будут рассматриваться ИПТ переменного тока для установок и сетей с номинальной частотой тока 50 Гц. По назначению ИПТ разделяются на ИПТ для измерений и ИПТ для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах.

В зависимости от вида преобразования ИПТ делятся на преобразователи тока в ток, тока в напряжение (например, трансреакторы, магнитные трансформаторы тока), тока в неэлектрическую величину (например, в световой поток). При этом по способу представления выходной информации ИПТ подразделяются на аналоговые и дискретные.

Целесообразно разделять ИПТ в зависимости от уровня напряжения, определяющего конструкцию, а иногда и принцип действия ИПТ. С учетом применяемых в СССР номинальных напряжений различают ИПТ низкого (номинальное напряжение до 1000 В) и высокого напряжения A—1150 кВ и выше).

Все трансформаторы тока — и для измерений, и для защиты — можно классифицировать по следующим основным признакам. По роду установки: трансформаторы тока для работы на открытом воздухе (категория размещения 1 по ГОСТ 15150—69); для работы в закрытых помещениях (по ГОСТ 15150—69); для встраивания в полости электрооборудования (категория в соответствии с табл. 1-1); для специальных установок (в шахтах, на судах, электровозах и т. д.).

По способу установки: проходные трансформаторы тока, предназначенные для использования в качестве ввода и устанавливаемые в проемах стен, потолков или в металлических конструкциях; опорные, предназначенные для установки на опорной плоскости; встраиваемые, т. е. предназначенные для установки в полости электрооборудования.

По числу коэффициентов трансформации: с одним коэффициентом трансформации; с несколькими коэффициентами трансформации, получаемыми изменением числа витков первичной или вторичной обмотки, или обеих обмоток, или применением нескольких вторичных обмоток с различным числом витков, соответствующим различному номинальному вторичному току.

По числу ступеней трансформации: одноступенчатые; каскадные (многоступенчатые), т. е. с несколькими ступенями трансформации тока.

По выполнению первичной обмотки: одновитковые; многовитковые.

Одновитковые ТТ (рис. 1-1) имеют две разновидности: без собственной первичной обмотки; с собственной первичной обмоткой. Одновитковые ТТ, не имеющие собственной первичной обмотки, выполняются встроенными, шинными или разъемными.

Встроенный трансформатор тока / (рис. 1-1) представляет собой магнитопровод с намотанной на него вторичной обмоткой. Он не имеет собственной первичной обмотки. Ее роль выполняет токоведущий стержень проходного изолятора. Этот трансформатор тока не имеет изоляционных элементов между первичной и вторичной обмотками. Их роль выполняет изоляция проходного изолятора.

В шинном трансформаторе тока / роль первичной обмотки выполняют одна или несколько шин распределительного устройства, пропускаемые при монтаже сквозь полость проходного изолятора. Последний изолирует такую первичную обмотку от вторичной.

Разъемный трансформатор тока 2 тоже не имеет собственной первичной обмотки. Его магнитопровод состоит из двух частей, стягиваемых болтами. Он может размыкаться и смыкаться вокруг проводника с током, являющимся первичной обмоткой этого ТТ. Изоляция между первичной и вторичной обмотками наложена на магнитопровод со вторичной обмоткой. Одновитковые ТТ, имеющие собственную первичную обмотку, выполняются со стержневой первичной обмоткой или с U-образной.

Трансформатор тока 3 имеет первичную обмотку в виде стержня круглого или прямоугольного сечения, закрепленного в проходном изоляторе. Трансформатор тока 4 имеет U-образную первичную обмотку, выполненную таким образом, что на нее наложена почти вся внутренняя изоляция ТТ.

Многовитковые трансформаторы тока (рис. 1-1) изготовляются с катушечной первичной обмоткой, надеваемой на магнитопровод; с петлевой первичной обмоткой 5, состоящей из нескольких витков; со звеньевой первичной обмоткой 6, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока конструктивно распределена между первичной и вторичной обмотками, а взаимное расположение обмоток напоминает звенья цепи; с рымовидной первичной обмоткой, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока нанесена в основном только на первичную обмотку, имеющую форму рыма.

По роду изоляции между первичной и вторичной обмотками ТТ изготовляются с твердой (фарфор, литая изоляция, прессованная изоляция и т. д.); с вязкой (заливочные компаунды); с комбинированной (бумажно-масляная, конденсаторного типа) или газообразной (воздух, элегаз) изоляцией.

По принципу преобразования тока ТТ делятся на электромагнитные и оптико-электронные. Основными параметрами и характеристиками трансформатора тока в соответствии с ГОСТ 7746—78 «Трансформаторы тока.

Общие технические требования» являются:

1. Номинальное напряжение — действующее значение линейного напряжения, при котором предназначен работать ТТ, указываемое в паспортной таблице трансформатора тока. Для отечественных ТТ принята следующая шкала номинальных напряжений, кВ: 0,66; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; ПО; 150; 220; 330; 500; 750; 1150

2. Номинальный первичный ток /1н — указываемый в паспортной таблице ТТ ток, проходящий по первичной обмотке, при котором предусмотрена продолжительная работа ТТ. Для отечественных ТТ принята следующая шкала номинальных первичных токов, А:

1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 8000; 10 000; 12 000; 14 000; 16 000; 18 000; 20 000; 25 000; 28 000; 32 000; 35 000; 40 000.

В трансформаторах тока, предназначенных для комплектования турбо- и гидрогенераторов, значения номинального тока свыше 10 000 А могут отличаться от приведенных в данной шкале значений.

Трансформаторы тока, рассчитанные на номинальный первичный ток 15; 30; 75; 150; 300; 600; 750; 1200; 1500; 3000 и 6000 А, должны допускать неограниченно длительное время наибольший рабочий’ первичный ток, равный соответственно 16; 32; 80; 160; 320; 630; 800; 1250; 1600; 3200 и 6300 А. В остальных случаях наибольший первичный ток равен номинальному первичному

2. Номинальный первичный ток /1н — указываемый в паспортной таблице ТТ ток, проходящий по первичной обмотке, при котором предусмотрена продолжительная работа ТТ. Для отечественных ТТ принята следующая шкала номинальных первичных токов, А:

1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 8000; 10 000; 12 000; 14 000; 16 000; 18 000; 20 000; 25 000; 28 000; 32 000; 35 000; 40 000.

В трансформаторах тока, предназначенных для комплектования турбо- и гидрогенераторов, значения номинального тока свыше 10 000 А могут отличаться от приведенных в данной шкале значений.

Трансформаторы тока, рассчитанные на номинальный первичный ток 15; 30; 75; 150; 300; 600; 750; 1200; 1500; 3000 и 6000 А, должны допускать неограниченно длительное время наибольший рабочий’ первичный ток, равный соответственно 16; 32; 80; 160; 320; 630; 800; 1250; 1600; 3200 и 6300 А. В остальных случаях наибольший первичный ток равен номинальному первичному участвующими в преобразовании тока, являются первичная / и вторичная 2 обмотки, намотанные на один и тот же магнитопровод 3.

Первичная обмотка включается последовательно (в рассечку токопровода высокого напряжения 4), т. е. обтекается током линии 1г. Ко вторичной обмотке подключаются измерительные приборы (амперметр, токовая обмотка счетчика) или реле. При работе трансформатора тока вторичная обмотка всегда замкнута на нагрузку. Первичную обмотку совместно с цепью высокого напряжения называют первичной цепью, а внешнюю цепь, получающую измерительную информацию от вторичной обмотки трансформатора тока (т. е. нагрузку и соединительные провода), называют вторичной цепью. Цепь, образуемую вторичной обмоткой и присоединенной к ней вторичной цепью, называют ветвью вторичного тока.

Из принципиальной схемы трансформатора видно, что между первичной и вторичной обмотками не имеется электрической связи. Они изолированы друг от друга на полное рабочее напряжение. Это и позволяет осуществить непосредственное присоединение измерительных приборов или реле ко вторичной обмотке и тем самым исключить воздействие высокого напряжения, приложенного к первичной обмотке, на обслуживающий Персонал.

Так как обе обмотки наложены на один и тот же магнитопровод, то они являются Магнитно-связанными. На рис. 1-2 изображены только те элементы трансформатора тока, которые участвуют в преобразовании тока. Конечно, ТТ имеет много других элементов, обеспечивающих требуемый уровень изоляции, защиту от атмосферных воздействий, надлежащие монтажные и эксплуатационные характеристики. Однако они не принимают участия в преобразовании тока и будут рассматриваться ниже в соответствующих главах.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Различают трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН). Их назначение:

снижение измеряемых токов и напряжений до значений, которые могут быть измерены стандартными измерительными приборами (с пределами измерений по току 5 А или по напряжению 100 В);

безопасность измерений и удобство обслуживания приборов и реле, т. к. вторичные обмотки этих трансформаторов электрически не связаны с первичными.

В целях безопасности обслуживания измерительных приборов и реле вторичные обмотки ТТ и ТН заземляются. Этим устраняется опасность появления высокого напряжения на вторичных цепях при пробое изоляции высокого напряжения (переходе высокого напряжения на вторичные цепи). На рис. 1 поясняется принцип защиты вторичных цепей от высокого напряжения. Обозначения: 1 — проводник первичной обмотки ТТ (число витков обмотки равно 1); 2 — сердечник магнитопровода; 3 — вторичная обмотка; 4 — обмотка реле тока, включенного во вторичную цепь. При пробое изоляции первичной обмотки на вторичную цепь ток КЗ или замыкания на землю проходит через заземлитель и поэтому потенциал вторичной обмотки близок к потенциалу земли. Таким образом, на вторичной цепи напряжение мало и нет чрезмерной опасности поражения персонала электрическим током.

Рисунок 1. Назначение заземления вторичной обмотки ТТ

Основные требования к измерительным трансформаторам — точность, иными словами, минимальные погрешности. По точности ТТ и ТН имеют специальную характеристику — класс точности.

Под погрешностью измерения понимают разность между током или напряжением во вторичной цепи данного измерительного трансформатора и этой же величиной идеального измерительного трансформатора (идеальный трансформатор не имеет погрешностей).

Ток ТТ во вторичной цепи обозначают I₂, а вторичный ток идеального ТТ как I′₁. Поэтому погрешность ∆I = I₂ – I′₁.

Относительная погрешность — погрешность измерения, отнесенная к какой-либо величине. В данном случае

Относительная приведенная погрешность вычисляется по отношению к номинальному значению тока или напряжения.

Классом точности измерительного трансформатора называют наибольшую относительную приведенную погрешность, выраженную в процентах,

Допустим, требуется определить класс точности ТТ, если наибольшая разность (I₂ — I′₁)_наиб составила 0,1 А, I_2ном = 5 А.

Подставим указанные в условии значения в формулу для класса точности

Таким образом, класс точности ТТ равен 2.

Измерительные трансформаторы в городских сетях имеют классы точности 0,5; 1,0; 3,0. ТТ в схемах релейной защиты и автоматики имеют класс точности 10. Счетчики электрической энергии подключают к измерительным трансформаторам классов 0,5 и 1,0.

Трансформатор тока по существу представляет собой маломощный трансформатор с первичной и вторичной обмотками. Первичная обмотка имеет малое число витков (W₁ = 1÷З), а вторичная W₂ — несколько сот витков. Благодаря этому ток во вторичной цепи в сотни раз меньше тока в первичной цепи:

Во вторичной цепи ТТ должно быть включено незначительное сопротивление (обычно не более одного Ома), так как нормальным для ТТ является режим короткого замыкания. Режим короткого замыкания опасен для генераторов, силовых трансформаторов, поскольку он сопровождается большими токами. Для ТТ режим КЗ во вторичной цепи не опасен, что поясняется рис. 2.

Рисунок 2. Схема подключения ТТ

ТТ включается в сеть последовательно с сопротивлением нагрузки Z_нг, поэтому ток в его первичной цепи равен

Ток во вторичной цепи ТТ определяется коэффициентом трансформации К₁ = W₁/W₂ и составляет I₂ = I₁/К₁, т. е. не опасен для ТТ.

Режим холостого хода (разомкнута вторичная цепь) для ТТ является аварийным. Напряжение на разомкнутой вторичной обмотке достигает опасных для жизни значений. (Кроме того, возникает повышенный нагрев сердечника вихревыми токами, что может привести к выходу ТТ из строя.)

Каждый ТТ характеризуется следующими параметрами:

1. Номинальное напряжение U_ном первичной цепи (в паспорте приводится значение линейного напряжения).

2. Номинальные первичный I_1ном и вторичный l_2нoм токи.

3. Класс точности.

4. Номинальная мощность нагрузки, В·А.

5. Свойства стойкости к токам КЗ (электродинамической и термической).

Так как первичная обмотка ТТ включена последовательно с нагрузкой (рис. 2), то при КЗ в цепи нагрузки по этой обмотке проходит ток КЗ электрической сети.

Обозначение ТТ состоит из букв и цифр. Первая буква Т обозначает — трансформатор тока, последующие буквы — способ установки (В — встроенный, П — проходной); конструкцию первичной обмотки (О — одновитковая, Ш — в виде шины, К — катушечная, 3 — звеньевая); основную изоляцию (Л — литая, Ф — фарфоровая); род установки (Н — наружная). Буквой М обозначают модернизированную конструкцию. Первая группа цифр — номинальное линейное напряжение; буква (буквы) с цифрами — климатическое исполнение; вторая группа — первичный и вторичный номинальный токи; третья — класс точности (0, 5 или Р). Сердечники класса Р используют для релейной защиты и электроавтоматики.

ПРИМЕР 1. Расшифровать обозначение ТТ ТЛМ-6УЗ-400/5-0,5/10 Р.

Это трансформатор тока с литой изоляцией, модернизированной конструкции, внутренней установки (нет буквы Н в обозначении). Номинальное линейное напряжение — 6 кВ; климатическое исполнение У — умеренный климат; 3 — для закрытых помещений с естественной вентиляцией. Номинальные токи 400 А — первичный и 5 А — вторичный. ТТ имеет два сердечника со вторичными обмотками — один класса 0,5, второй для релейной защиты и автоматики (Р). По справочным данным, номинальная мощность нагрузки сердечника класса 0,5 S_2ном = 10 В·А. Номинальное сопротивление нагрузки этого сердечника ТТ можно вычислить по формуле

При подключении измерительных приборов и реле нужно обращать внимание на начала и концы обмоток ТТ. Выводы первичной обмотки обозначают буквами: Л1 — начало обмотки, Л2 — конец ее. Выводы вторичной обмотки обозначают, соответственно, буквами И1 (начало) и И2 (конец). Это особенно важно для подключения электрических счетчиков и ваттметров. При проверках ТТ используют правило: за начало вторичной обмотки принимают такой ее вывод, из которого ток вытекает, если на первичной стороне он втекает в начало первичной обмотки (рис. 3).

Рисунок 3. Начала и концы обмоток ТТ

ТТ напряжением выше 1 кВ устанавливаются в ячейках с выключателями РП часто в двух (крайних) фазах. Они необходимы для учета электрической энергии (к ним подключают двухэлементные электрические счетчики), измерения тока (при необходимости) и релейной защиты от КЗ. В третьей фазе ТТ не устанавливается, т. к. защита с ТТ в двух фазах реагирует на все виды междуфазных КЗ, а замыкание одной фазы на землю не сопровождается большим током. Последнее объясняется тем, что нейтраль сети напряжением 6-10 кВ изолирована. Следует, однако, отметить, что крайне желательно устанавливать ТТ во всех трех фазах, это диктуется необходимостью быстрого отключения двойных и тройных замыканий на землю в кабельных сетях. Вторичные обмотки ТТ напряжением 6-10 кВ соединяют на разность токов фаз (рис. 4, а), в неполную звезду (рис. 4, б) или полную звезду (рис. 4, в), если ТТ установлены во всех фазах. На напряжении до 1 кВ при глухозаземленной нейтрали сети необходимо устанавливать ТТ во всех трех фазах и применять трехэлементные электрические счетчики. Трехэлементный счетчик отличается от двухэлементного тем, что первый контролирует потребление электрической энергии во всех трех фазах, а второй — только в двух. ТТ напряжением до 1 кВ включают по схеме полной звезды (рис. 4, в).

Рисунок 4. Схема соединения вторичных обмоток ТТ

В схемах защиты от замыкания на землю сетей напряжением 6-35 кВ используют ТТ нулевой последовательности. Устройство такого ТТ показано на рис. 5. В качестве первичной обмотки используются токоведущие части всех трех фаз присоединения кабельной линии, которые проходят через окно сердечника. На сердечник намотана вторичная обмотка. Теоретически доказано, что ток во вторичной обмотке равен

где К_I — коэффициент трансформации (равен числу витков вторичной обмотки); ЗI₀ — утроенный ток нулевой последовательности, равный току замыкания на землю, проходящему по линии.

Рисунок 5. Трансформатор тока нулевой последовательности

ТТ нулевой последовательности бывают неразъемные и разъемные. Неразъемные одевают на кабель до изготовления воронки. Разъемные одевают на кабель, имеющий воронку. Обозначение этих ТТ: ТЗЛ и ТЗР. Буква З обозначает, что ТТ предназначен для защиты от замыкания на землю, а Р — разъемный.

Трансформатор напряжения (ТН) представляет собой маломощный силовой понижающий трансформатор, подключенный параллельно нагрузке (рис. 6). Число витков его первичной W₁ и вторичной W₂ обмоток относятся друг к другу как

где U₁ и U₂ — напряжения на первичной и вторичной обмотках ТН.

Рисунок 6. Схема подключения ТН

Точность работы ТН зависит от нагрузки вторичной обмотки. Один и тот же ТН может иметь классы точности 0,2; 0,5; 1,0; 3,0 в зависимости от мощности нагрузки. В документации указывается также предельная мощность, определяемая допустимым нагревом при длительной работе.

ТН типа НТМИ-10 может работать в следующих классах точности:

В справочник е помещены материалы, необходимые для проектирования электроснабжения: определение электрических нагрузок, выбор трансформатор ов, конструкций трансформатор ных подстанций, распределительных устройств, энергетических аппаратов. Даны справочные материалы по проектированию линий электропередачи, электрических сетей и ток опроводов.
Настоящий справочник является вторым изданием Справочника по электроустановкам промышленных предприятий, т. I, ч. 1, вышедшего в 1963 г.
Справочник рассчитан на инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, монтажом, наладкой и обслуживанием электроустановок промышленных предприятий.

Файл-архив ›› Максимальная ток овая защита с магнитными трансформатор ами ток а

В книге из серии "Библиотека электромонтера" рассмотрены принципы выполнения, основные характеристики и особенности устройств релейной защиты типов МТЗ-М и ТЗК с использованием магнитных трансформатор ов ток а ТТ Приводится методика проверки и рекомендации по повышению эксплуатационной надежности новых устройств защиты.

Для квалифицированных электромонтеров и техников, обслуживающих устройства релейной защиты электрических сетей 35-220кВ.

Файл-архив ›› ГОСТ 18685-73. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ. Термины и определения

Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области видов, параметров, характеристик и элементов трансформатор ов ток а и напряжения.

Стандарт не распространяется на трансформатор ы постоянного ток а.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов — синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены пометой "Ндп".

Файл-архив ›› Маслонаполненные трансформатор ы ток а. Бажанов С.А.

Файл-архив ›› Справочник по релейной защите и автоматике

Файл-архив ›› Трансформаторы ток а. Вавин В.Н.

Файл-архив ›› Трансформаторы ток а. В. В. Афанасьев, Н. М. Адоньев, Л, В. Жалалис

Данная книга посвящена методике расчета и проектирования трансформатор ов ток а высокого напряжения. Здесь рассматриваются вопросы погрешностей трансформатор ов при нормальных условиях и в переходных режимах. Приведены различные методы компенсации погрешностей и рассмотрены конструкции трансформатор ов. Уделено внимание перспективному направлению в развитии трансформатор ов ток а.
Для инженерно-теххических работников, занятых проектированием, исследованием и производством трансформатор ов ток а, нх монтажом и эксплуатацией; для студентов вузов н техникумов, преподавателей) и аспирантов.

Файл-архив ›› Трансформаторы ток а. В. В. Афанасьев, Н. М. Адоньев, Л, В. Жалалис

Данная книга посвящена методике расчета и проектирования трансформатор ов ток а высокого напряжения. Здесь рассматриваются вопросы погрешностей трансформатор ов при нормальных условиях и в переходных режимах. Приведены различные методы компенсации погрешностей и рассмотрены конструкции трансформатор ов. Уделено внимание перспективному направлению в развитии трансформатор ов ток а.
Для инженерно-теххических работников, занятых проектированием, исследованием и производством трансформатор ов ток а, нх монтажом и эксплуатацией; для студентов вузов н техникумов, преподавателей) и аспирантов.

Основы электротехники ›› 172. Измерительные трансформатор ы ток а

Трансформаторы ток а служат для преобразования ток а большой величины в ток малой величины. На фиг. 348 показаны устройство и схема включения трансформатор а ток а. На сердечник, собранный из отдельных листов трансформатор ной стали, наматываются две обмотки: первичная, состоящая из небольшого количества витков, включаемая последовательно в цепь, по которой проходит измеряемый ток , и вторичная, состоящая из большого числа витков, к которой подключены измерительные приборы. При измерении ток а в сетях высокого напряжения измерительные приборы оказываются отделенными н изолированными от высоковольтных проводов. Вторичная обмотка трансформатор а ток а выполняется обычно на ток 5 А (иногда на 10 А), первичные номинальные ток и могут быть от 5 до 15 000 А.

Основы релейной защиты ›› 6-4. Трансформаторы ток а

а) Устройство и принцип действия

Принципиальным отличием трансформатор а ток а от трансформатор а напряжения является то, что его первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого ток а и, следовательно, через нее проходит весь ток нагрузки или короткого замыкания. Этот ток является для трансформатор а ток а принужденным и проходит по его первичной обмотке независимо от состояниявторичной обмотки, т. е. от того, замкнута ли она на нагрузку, закорочена или разомкнута [Л. 43, 45, 47, 48, 56, 94].

Основы релейной защиты ›› 6-5. Выбор трансформатор ов ток а

а) Исходные данные

Все трансформатор ы ток а выбираются, как и другие аппараты, по номинальному ток у и напряжению установки и проверяются на термическую и динамическую устойчивость при коротких замыканиях.

Кроме того, трансформатор ы ток а, используемые для включения релейной защиты, проверяются на величину погрешности, которая, как указывалось выше, не должна превышать 10% по ток у и 7° по углу [Л. 41]. Для проверки по этому условию в информационных материалах заводов-поставщиков трансформатор ов ток а и в другой справочной литературе [Л. 46, 70, 94] даются следующие специальные характеристики и параметры трансформатор ов ток а.

Основы релейной защиты ›› 6-6. Кабельные трансформатор ы ток а с кольцевыми сердечниками

Кроме рассмотренных выше трансформатор ов ток а, первичные обмотки которых включаются в фазы защищаемого элемента, большое распространение получили кабельные трансформатор ы ток а с кольцевыми сердечниками, используемые для защиты от замыканий на землю. В литературе эти трансформатор ы ток а называются также трансформатор ами ток а нулевой последовательности.

Основы релейной защиты ›› 15-6. Проверка трансформатор ов ток а

а) Объем проверки

При новом включении производится осмотр трансформатор ов ток а и их цепей, проверяются сопротивление постоянному ток у и электрическая прочность изоляции вторичных обмо ток , определяются однополярные зажимы, проверяются характеристики намагничивания, коэффициенты трансформации. При плановых проверках производятся осмотр трансформатор ов ток а, проверка сопротивления обмо ток , сопротивления изоляции и снятие характеристик намагничивания. Если при проверке вынимаются встроенные трансформатор ы ток а, необходимо дополнительно проверить полярность обмо ток и коэффициенты трансформации на разных отпайках.

ELPLEK ›› Current transformers, switches (breakers) Трансформаторы ток а, переключатели (выключатели)

and

The current transformer and the sum current transformer are actually measuring points. Трансформатор ток а и суммирующий трансформатор ток а суммы фактически для измерения в точках. Фактически, у них есть параметры, но нет необходимости использовать эти параметры. Actually, they have parameters, but it is not necessary to use the parameters. Они используются для отображения ток а в фазе (линии), где они находятся, и передачи значение ток а к реле защиты или дистанционному реле. They are used to show the current in the branch they sit, and to transfer the value of the current to the protection relay or distance relay. Трансформатор ток а суммы "измеряет" сумму ток ов в фазах "a", "b" и "c". The sum current transformer "measures" the sum of the currents in the phases "a", "b" and "c". The (normal) current transformer "measures" the current in a single phase. (Нормальный) трансформатор ток а "измеряет" ток в одной фазе.

ELPLEK ›› Current transformers, switches (breakers) Трансформаторы ток а, переключатели (выключатели)

and

Трансформатор ток а и суммирующий трансформатор ток а суммы фактически для измерения в точках. Фактически, у них есть параметры, но нет необходимости использовать эти параметры. Они используются для отображения ток а в фазе (линии), где они находятся, и передачи значение ток а к реле защиты или дистанционному реле. Трансформатор ток а суммы "измеряет" сумму ток ов в фазах "a", "b" и "c". (Нормальный) трансформатор ток а "измеряет" ток в одной фазе.

ELPLEK ›› Parameters of the current transformers Параметры трансформатор ов ток а

Parameters of the current transformers

(including sum current transformers, and the special current transformers)

Параметры трансформатор ов ток а

(включая суммирующие трансформатор ы ток а, и специальные трансформатор ы ток а)

The current transformers, sum current transformers and the special current transformers have optional parameters that determine how the connected overcurrent relays (simple, PGQ, electromechanical, recloser, and user defined relays) handle the readings the current transformers.

У трансформатор ов ток а, трансформатор ов ток а суммы (фильтров) и специальных трансформатор ов ток а есть дополнительные параметры, которые определяют как подключеные реле максимального ток а (простые, PGQ, электромеханические, устройство АПВ, и определяемые пользователем реле), снимают показания с трансформатор ов ток а.

ELPLEK ›› Parameters of the current transformers Параметры трансформатор ов ток а

Parameters of the current transformers

Параметры трансформатор ов ток а

(включая суммирующие трансформатор ы ток а, и специальные трансформатор ы ток а)

У трансформатор ов ток а, суммирующих трансформатор ов ток а и специальных трансформатор ов ток а есть дополнительные параметры, которые определяют способ измерения подключеных реле максимального ток а (простые, PGQ, электромеханические, устройство АПВ, и определяемые пользователем реле).

ELPLEK ›› Use of the parameters of current transformers Использование параметров трансформатор ов ток а

The parameters of the current transformers are optional , for convenience only. Параметры трансформатор ов ток а являются дополнительными, только для удобства. The idea is that the user can enter the same settings to a relay of this program as are used in a real relay. Идея состоит в том, что пользователь может ввести такие же самые уставки в реле в этой программе, как и в реальном реле. The parameters have (almost) no effect on the calculations, and only little effect on the displayed results. Эти параметры никак не влияют на расчеты, и только оказывают небольшое влияние на показанные результаты.

When a current transformer is clicked, the value of the primary current of the current transformer is displayed in the result box. При нажатии на трансформатор ток а, в окне результатов отображается первичный ток трансформатор а. This is the same current as in the network. Это — тот же самый ток , что и в электрической сети. But when the relay that is connected to the current transformer is clicked, the value of the current determined by the parameters of the current transformer is displayed. Но при нажатии на реле, которое подключено к трансформатор у ток а – будет показано значение ток а, определенное параметрами трансформатор а ток а. This current can be the primary current, the secondary current, or the relative secondary current. Этот ток может быть первичным, вторичным, или относительным вторичным ток ом. If secondary current, or relative secondary current, it can be connected in Y, delta a-b, or delta a-c, all this according to the parameters. Если выбран вторичный ток , или относительный вторичный ток , то он может быть соединен в Y, треугольник a-b, или треугольник a-c, согласно заданных параметров.

ELPLEK ›› Use of the parameters of current transformers Использование параметров трансформатор ов ток а

Параметры трансформатор ов ток а являются дополнительными, только для удобства. Идея состоит в том, что пользователь может ввести такие же самые уставки в реле в этой программе, как и в реальном реле. Эти параметры никак не влияют на расчеты, и только оказывают небольшое влияние на показанные результаты.

При нажатии на трансформатор ток а, в окне результатов отображается первичный ток трансформатор а. Это — тот же самый ток , что и в электрической сети. Но при нажатии на реле, которое подключено к трансформатор у ток а – будет показано значение ток а, определенное параметрами трансформатор а ток а. Этот ток может быть первичным, вторичным, или относительным вторичным ток ом. Если выбран вторичный ток , или относительный вторичный ток , то он может быть соединен в Y, треугольник a-b, или треугольник a-c, согласно заданных параметров.

ELPLEK ›› Special, summing current transformer Специальный, суммирующий трансформатор ток а

The special summing current transformer calculates the weighed sum of the currents of the current transformers connected to it, including itself. Специальный суммирующий трансформатор ток а вычисляет сумму ток ов трансформатор ов ток а, подключенных к нему, включая и себя самого. That is, it reads the primary or secondary current of the current transformers connected to it, multiplies the currents with complex coefficients given in the list (see below), and sums the multiplied currents. In other respects, it behaves like an "ordinary" current transformer: Таким образом, он видит первичный или вторичный ток трансформатор ов ток а подсоединенных нему, умножает ток и на соответствующие коэффициенты, данные в списке (см. ниже), и суммирует умноженные ток и. It displays the (weighed sum) current, a relay can be connected to it, etc. В других отношениях, он ведет себя как "обычный" трансформатор ток а: он показывает ток (взвешенную сумму), к этому ТТ может быть подсоединено реле, и т.д. However, it does not display the power through it, because the power related to the weighed sum current does not make sense. Однако, он не показывает мощность проходящую через него, потому что мощность, связанная со взвешенной суммой ток а, не имеет никакого смысла.