Вимірювальні трансформатори струму: призначення, пристрій, схеми

• Призначення і пристрій ІТТ
• Перелік основних параметрів
• Види конструкцій вимірювальних трансформаторів
• розшифровка маркування
• схеми підключення
• вибір
• обслуговування

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Потужні електротехнічні установки можуть працювати з напругою кілька сот кіловольт, при цьому величина струму в них може досягати більше десятка кілоампер. Природно, що для вимірювання величин такого порядку не представляється можливим використовувати звичайні прилади. Навіть якби такі вдалося створити, вони вийшли б досить громіздкими і дорогими.

Крім цього, при безпосередньому підключенні до високовольтної мережі змінного струму підвищується ризик ураження електрострумом при обслуговуванні приладів. Позбутися від перерахованих проблем дозволило застосування вимірювальних трансформаторів струму (далі ІТТ), завдяки яким вдалося розширити можливості вимірювальних пристроїв і забезпечити гальванічну розв'язку.

Призначення і пристрій ІТТ

Функції даного типу трансформаторів полягають в зниженні первинного струму до прийнятного рівня, що робить можливим підключення уніфікованих вимірювальних пристроїв (наприклад, амперметрів або електронних електролічильників), захисних систем і т.д. Крім цього, трансформатор струму забезпечують гальванічну розв'язку між високим і низьким напругою, забезпечуючи тим самим безпеку обслуговуючого персоналу. Це короткий опис дозволяє зрозуміти, навіщо потрібні ці пристрої. Спрощена конструкція ІТТ представлена нижче.

позначення:

1. Первинна обмотка з певною кількістю витків (W _1).
2. Замкнуте сердечник, для виготовлення якого використовується електротехнічна сталь.
3. Вторинна обмотка (W ₂ - число витків).

Як видно з малюнка, котушка 1 з висновками L1 і L2 підключена послідовно в ланцюг, де проводиться вимір струму I _1. До котушці 2 підключається прилади, що дозволяють встановити значення струму I _2, релейний захист, система автоматики і т.д.

Основна область застосування ТТ - облік витрат електроенергії і організація систем захисту для різних електроустановок.

У вимірювальному трансформаторі струму обов'язково наявність ізоляції як між котушками, витками дроту в них і магнітопроводом. Крім цього за нормами ПУЕ та вимогам техніки безпеки, необхідно заземлити вторинні кола, що забезпечує захист у разі КЗ між котушками.

Отримати більш детальну інформацію про принцип дії ТТ і їх класифікації, можна на нашому сайті.

Перелік основних параметрів

Технічні характеристики трансформатора струму описуються наступними параметрами:

• Номінальною напругою, як правило, в паспорті до приладу воно зазначено в кіловольт. Ця величина може бути від 0, 66 до 1150 кВ. отримає повну інформацію про шкалою напруг можна в довідковій літературі.
• Номінальним струмом первинної котушки (I _1), також вказується в паспорті. Залежно від виконання, цей параметр може бути в діапазоні від 1, 0 до 40000, 0 А.
• Струмом на вторинній котушці (I _2), його значення може бути 1, 0 А (для ІТТ з I ₁ не більше 4000, 0 А) або 5, 0 А. Під замовлення можуть виготовлятися пристрої з I ₂ рівним 2, 0 А або 2, 50 А.
• Коефіцієнтом трансформації (ACT), він показує відношення струму між первинною і вторинною котушками, що можна представити у вигляді формули: КТ = I1 / I2. Коефіцієнт, який визначається за цією формулою, прийнято називати дійсним. Але для розрахунків ще використовується номінальний КТ, в цьому випадку формула буде мати вигляд: I _НОМ1 / I _НОМ2, тобто в даному випадку оперуємо недійсними, а номінальними значеннями струму на першій і другій котушці.

Нижче, як приклад, наведено паспортна таблиця моделі ТТ-В.

Види конструкцій вимірювальних трансформаторів

Залежно від виконання, дані пристрої діляться на наступні види:

1. Котушкові, приклад такого ТТ представлений нижче.

   

позначення:

• A - Клемник вторинної обмотки.
• В - Захисний корпус.
• З - Контакти первинної обмотки.
• D - Обмотка (петлевая або восьмерочних).

2. Стрижневі, їх також називають одновітковимі. Залежно від виконання вони можуть бути:

• Вбудованими, вони встановлюються на ізолятори вводи силових трансформаторів, як показано на малюнку 4.

  

позначення:

• А - вбудований ТТ.
• В - ізолятор силового введення трансформатора підстанції.
• З - місце установки ТТ (представлений в розрізі) на ізоляторі. Тобто, в даному випадку високовольтний ввід грає роль первинної обмотки.

3. Шинними, це найбільш поширена конструкція. Її принцип будови нагадує попередній тип, стій лише різницею, що в даному виконанні в якості первинної обмотки використовується токопроводящая шина або жила, яка зводиться в вікно ІТТ.

   

4. Рознімними. Особливість даної конструкції полягає в тому, що муздрамтеатр ТТ може поділятися на дві частини, які стягуються між собою спеціальними шпильками.

Такий варіант конструкції істотно спрощує монтаж / демонтаж.

розшифровка маркування

Позначення вітчизняних моделей інтерпретується наступним чином:

• Перша літера в назві моделі вказує на вид трансформатора, в нашому випадку це буде буква «Т», вказуючи на приналежність до ТТ.
• Друга літера вказує на особливість конструктивного виконання, наприклад, буква «Ш», говорить про те, що даний пристрій шинний. Якщо вказана літера «О», то це опорний ТТ.
• Третьою літерою шифрується виконання ізоляції.
• Цифрами вказується клас напруги (в кВ).
• Літера, для позначення кліматичного виконання згідно ГОСТ 15150 69
• КТ, із зазначенням номінального струму первинної і вторинної обмотки.

Наведемо приклад розшифровки маркування трансформатора струму.

Як бачимо, на малюнку зображена маркування ТЛШ 10УЗ 5000 / 5А, це вказує на те, що перед нами трансформатор струму (перша літера Т) з литою ізоляцією (Л) і шинної конструкцією (Ш). Цей пристрій може використовуватися в мережі з напругою до 10 кВ. Що стосується виконання, то літера «У», говорить про те, що апарат створений для експлуатації в помірній кліматичній зоні. КТ 1000/5 А, вказує на величину номінального струму на першій і другій обмотці.

схеми підключення

Обмотки трифазних ТТ можуть бути підключені «трикутником» або «зіркою» (див. Рис. 8). Перший варіант застосовується в тих випадках, коли необхідно отримати велику силу струму в ланцюзі другий обмотки або потрібна зрушити по фазі струм у вторинній котушці, щодо первинної. Другий спосіб підключення застосовується, якщо необхідно відстежувати силу струму в кожній фазі.

При наявності ізольованої нейтрали, може використовуватися схема для вимірювання різниці струмів між двома фазами (див. А на рис. 9) або підключення «неповної зіркою» (B).

Коли необхідно живити захист від КЗ на землю, застосовується схема, що дозволяє підсумувати струми всіх фаз (див. А на рис 10.). Якщо до виходу такого ланцюга підключити реле струму, то воно не буде реагувати на КЗ між фазами, але обов'язково спрацює, якщо відбувається пробій на землю.

На завершення наведемо ще два приклади з'єднання вторинних обмоток ТТ для зняття показань з однієї фази:

Вторинні котушки включаються послідовно (В на рис. 10), завдяки цьому виникає можливість вимірювання сумарної потужності.

Вторинні обмотки з'єднуються паралельно, що дає можливість знизити КТ, оскільки відбувається підсумовування струму в цих котушках, в той час як в лінії цей показник залишається без змін.

вибір

При виборі трансформатора струму в першу чергу необхідно враховувати номінальну напругу приладу було не нижче, ніж у мережі, де він буде встановлений. Наприклад, для трифазної мережі з напругою 380 В можна використовувати ТТ з класом напруги 0, 66 кВ, відповідно для установок понад 1000 В, встановлювати такі пристрої не можна.

Крім цього I _НОМ ТТ має дорівнювати або перевищувати максимальний струм установки, де буде експлуатуватися прилад.

Коротко викладемо і інші правила, що дозволяють не помилитися з вибором ТТ:

• Перетин кабелю, яким буде підключатися ТТ до ланцюга вторинної навантаження, не повинно призводити до втрат понад допустиму норму (наприклад, для класу точності 0, 5 втрати не повинні перевищувати 0, 25%).
• Для систем комерційного обліку повинні використовуватися пристрої з високим класом точності і низьким порогом похибки.
• Допускається установка струмових трансформаторів із завищеним КТ, за умови, що при максимальному навантаженні струм буде до 40% від номінального.

Подивитися норми і правила, за якими розраховуються вимірювальні трансформатори струму (в тому числі і високовольтні) можна в ПУЕ (п.1.5.1.). Приклад розрахунку показаний на зображенні нижче.

Що стосується вибору виробника, то ми рекомендуємо використовувати брендову продукцію, гідності якої підтверджені часом, наприклад ABB, Schneider Electric b і т.д. В цьому випадку можна бути впевненим, що зазначені в паспорті технічні дані, а методика випробувань відповідала нормам.

обслуговування

Необхідно звернути увагу, що при дотриманні режиму і умов експлуатації, правильно підібраних номіналах і регулярному обслуговуванні ТТ буде служити 30 років і більше. Для цього необхідно:

• Звертати увагу на різні види несправностей, зауважимо, що більшість з них можна виявити при візуальному огляді.
• Проводити контроль навантаження в первинних ланцюгах і не допускати перевантаження вище встановленої норми.
• Необхідно відстежувати стан контактів первинного кола (якщо такі є), на них мають бути відсутні зовнішні ознаки пошкоджень.
• Не менш важливим є контроль стану зовнішньої ізоляції, майже в половині випадків її стійкість порушується через скупчення бруду або вологи, які закорачивается контакти на землю.
• У масляних ТТ здійснюють перевірку рівня масла, його чистоту, наявність патьоків і т.д. Обслуговування таких установок практично не сильно відрізняється від інших силових установок, наприклад, ємнісних трансформаторів НДЕ, різниця полягає в невеликих технічних деталях.
• Повірка ТТ повинна проводитися відповідно до діючих нормативів (ГОСТ 8.217 2003).
• При виявленні несправності проводиться заміна приладу. Пошкоджений ТТ відправляють в ремонт, який здійснюється спеціалізованими службами.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!