Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трансформатор тока: принцип работы для измерения параметров электросетей

Трансформатор тока: принцип работы для измерения параметров электросетей

Трансформаторы тока (далее по тексту – ТТ) относятся к категории устройств, преобразующих параметры электромагнитных систем при помощи индуктивно связанных обмоток магнитопроводов. Принцип действия трансформатора тока, основанный на законе электромагнитной индукции, используется в ТТ при передаче и распределении электрической энергии, в развязках электрических цепей, при измерении параметров высоковольтных сетей и токов большой мощности. На рис. ниже показан трансформатор тока модели ТЛМ-10, используемый в системах управления и измерений электрических цепей с номинальным напряжением 10 кВ.

Трансформатор тока модели ТЛМ-10

Трансформатор тока модели ТЛМ-10

Принцип работы

ТТ - литое исполнение

Для ответа на вопрос «что такое трансформатор тока?» разберемся с устройством, принципиальной схемой, векторной диаграммой энергетического оборудования.

Конструктивные элементы

Основными конструктивными элементами электромагнитного ТТ является первичная и вторичная обмотка, магнитная система, изоляция, корпус. Функционирование определяется следующим:

  1. Через первичную обмотку подается ток более высокого напряжения или силы, который попадает в магнитную систему.
  2. Комплект элементов определенной геометрической формы из ферромагнитного материала создает магнитное поле, которое трансформирует ток, приводит к номинальному значению вторичной обмотки.
  3. Изоляция в этом процессе выполняет функцию защиты от замыканий между металлическими частями ТТ, которые находятся под разницей потенциалов между собой и заземленными элементами.
  4. К вторичной обмотке подключается оборудование для защиты и контроля или приборы учета.

ТТ изготавливают в виде однофазных трансформаторов. Законченность изделия формирует корпус, где указываются эксплуатационные характеристики.

Принципиальная схема и векторная диаграмма

Чтобы определить, что такое трансформатор тока и зачем он нужен, необходимо изучить принципиальную схему.

Принципиальная схема ТТ

Основные элементы показаны: 1) первичная обмотка; 2) вторичная; 3) магнитопровод. Первичная обмотка устанавливается в рассечку высоковольтного токопровода. Ко вторичной присоединяются приборы. Между цепями нет связи, они изолированы друг от друга. Для понижения величины число витков вторичной обмотки обязано быть больше первичной. Пропорциональное изменение определяется правилом Ленца.

Читайте так же:
Как от одного провода подключить шесть розеток

Векторная диаграмма трансформатора представлена ниже:

Векторная схема ТТ

Рисунок демонстрирует соотношение между основными техническими характеристиками (I, U, R).

Трансформатор тока

Измерительными преобразователями тока выполняется несколько особых функций. К ним подключаются установки, которые выполняют измерение работы оборудования в разных режимах. Принцип действия, которым характеризуется трансформатор тока, обеспечивает несколько основных функций аппаратуры. К ним относится следующее:

  • Преобразование переменных токовых показателей к значениям 1 или 5 А.
  • В нормальном режиме изолируют вторичный токовый контур от высоковольтной составляющей первичной обмотки.
  • Снижение аварийности. Установка предотвращает поражение обслуживающего персонала током, защиту вторичных цепей от перегрузки.

Измерительные трансформаторы постоянного тока помимо перечисленных функций имеют в своем составе выпрямитель. Вторичные цепи заземляются во всех трансформаторах в одной точке. При повреждении изоляции монтаж измерительных трансформаторов позволяет предотвратить перегрузку вторичного контура.

Измерительные трансформаторы тока

Условия эксплуатации

Измерительные трансформаторы постоянного тока, переменного тока представляют собой высоковольтный агрегат. Прибор нормально функционирует только при выполнении правил по эксплуатации, требований охраны труда. Персонал знакомится со всеми установленными нормами, в каком режиме производится обслуживание, испытание измерительного оборудования. Сотрудники допускаются до работы с трансформатором только после полного инструктажа.

Персонал должен знать, при каких условиях производится испытания, осмотр, поверка и ремонт измерительных трансформаторов. В противном случае даже при условии правильного монтажа работу технической установки могут нарушить неправильные действия сотрудников.

Трансформаторы тока ТОЛ-10

Принцип устройства конструкции запрещает размыкать вторичную обмотку в трансформаторе, которая находится под напряжением. Такому действию сопутствует нарушение изоляции. Потребуется произвести ее замену. Сердечник перегревается. Нормальный режим работы нарушается. В процессе постоянных перегрузок трансформатору становится невозможно выполнять возложенные на него действия. Работает в этом случае неправильно и первичная обмотка. Здесь появляется замыкание. Это также приводит к замене контура.

Чтобы переключить в процессе испытаний в схеме при подведенном электрическом токе, предварительно вторичную катушку закорачивают.

Погрешность

Измерительные выпрямители и трансформаторы тока нуждаются в проверке погрешности. В ходе испытательного процесса к агрегату присоединяется аналогичное оборудование. При монтаже важно, чтобы при поверке техники применялся образцовый, исправный трансформатор тока. В ходе измерений на его вторичном контуре определяется показатель при помощи амперметра.

Читайте так же:
Нагрев розетки у стиральной машины

Трансформаторы тока

Испытание оборудования определяет не только погрешность, но и ряд других показателей. В ходе поверки вычисляется коэффициент трансформации, производится техническое освидетельствование качества изоляции контуров, состояние сердечника. Исследуется вопрос о том, выполняется ли установкой возложенные на нее функции, соответствует ли полярность обмоток заданным производителем характеристикам.

Трансформаторы тока 110 кВ

При проведении технического освидетельствования соответствия оборудования нормативным требованиям производится контроль вторичных цепей. В случае выявления отклонений, дефектов, требуется замена комплектующих. В зависимости от назначения аппаратура должна демонстрировать заявленные производителем характеристики.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Довольно сложно выполнить измерения скажем 750 тысяч вольт или 5000 ампер. В первом случае вольтметр будет иметь очень громоздкую конструкцию, во втором случае в амперметре должен стоять шунт из проволоки диаметром с десятки сантиметров. Для этого применяют измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Трансформатор напряжения в этом случае имеет первичную обмотку рассчитанную таким образом, чтобы при наличии на ней номинального напряжения, на вторичной обмотке было напряжение (чаще всего) 100 вольт. Ну а дальше дело техники. Имеем вольтметр на 100 вольт. Вся шкала (с учетом трансформатора напряжения) будет равна 750 тысячам вольт (берем пример напряжения, взятый в начале абзаца), следовательно, стало напряжение на 10 тысяч вольт ниже, стрелка упадет. С одной стороны сложно, с другой это приводит к сильной миниатюризации измерительных приборов.измерительный трансформатор напряжения

измерительный трансформатор тока

То же самое и с трансформаторами тока. Первичная обмотка подбирается (она же ведь выполнена в виде пластины), по силе тока, а вторичная рассчитывается таким образом, чтобы на ее выводах при максимальной силе тока в проводе, сила тока во вторичной обмотке была (чаще всего 5 ампер). Результат аналогичный. Миниатюризация измерительных устройств. Простота получения данных. На этом принципе основано большинство схем установки счетчиков. В данном случае не требуется мощный счетчик, достаточно счетчика, который может пропускать через себя всего лишь 5 ампер. В переводе на понятный язык 1 кВт мощности.

Читайте так же:
Бенгальская кошка браун розетка

Принцип действия и конструкция трансформаторов тока

Трансформатор тока тоже имеет первичную и вторичную обмотку. Но особенность его в том, что первичная обмотка имеет один или несколько витков, а в большинстве изделий представляет собой шину, проходящую через корпус трансформатора. Вариант – трансформаторы, не имеющие собственной первичной обмотки. Они надеваются на шину с измеряемым током или через них пропускается провод, жила кабеля.

Варианты конструктивного исполнения трансформаторов тока до 1000 В

Варианты конструктивного исполнения трансформаторов тока до 1000 В

Вторичная обмотка у трансформатора тока на напряжение до 1000 В одна, но у высоковольтных их – минимум две, но бывает и больше. Работает он аналогично повышающему трансформатору, поэтому – все, что сказано в начале статьи о соотношении токов в них для него справедливо.

Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока всегда равен 5 А, на какой бы ток не была рассчитана первичная. Классы точности обмоток для подключения аппаратуры различаются так же, как и у трансформаторов напряжения.

Но вот подключить к трансформатору тока, используемому для учета электроэнергии, ничего больше не получится. По правилам, кроме счетчика, там не должно быть ничего. И если для аппаратов выше 1000 В это требование легко выполнить (один трансформатор имеет несколько обмоток), то для электроустановок до 1000 В при необходимости устанавливают по два трансформатора на одну фазу: один – для учета, другой – для всего остального (амперметры, ваттметры, устройства защиты, компенсация реактивной мощности). Выводы вторичной обмотки для коммерческого учета у всех трансформаторов закрываются крышкой и пломбируются.

Установка трансформаторов тока в ячейке выше 1000 В

Установка трансформаторов тока в ячейке выше 1000 В

Трансформатор тока должен работать в замкнутой на нагрузку или накоротко вторичной обмоткой. Иначе на ней наводится ЭДС далеко не безопасной величины как для людей, так и для электрооборудования. При обрыве во вторичных цепях можно получить смертельный удар током, даже проведя рукой рядом с клеммами амперметра или счетчика. А электронные схемы на входе приборов выйдут из строя под действием высокого напряжения.

Читайте так же:
Как закрыть розетку силовую

Поэтому для замены амперметров и электросчетчиков в токовых цепях устанавливают специальные клеммы, на которых перед демонтажем прибора обмотку трансформатора закорачивают. Для приборов учета рядом устанавливают клеммы для отключения цепей напряжения. Это функции совмещены в специальном устройстве, называющимся «колодка клеммная измерительная». Для коммерческих цепей учета эти коробки пломбируются, для чего винт, крепящий ее крышку, имеет прорезь в головке (как у винтов крепления крышки корпуса электросчетчика).

Для чего нужны трансформаторы тока?

Чаще всего трансформаторы тока используют в цепях учета измерения электроэнергии, для замеров и защит линий или силовых автотрансформаторов обычно применяют переносные трансформаторы тока.

На следующем изображении приведено расположение трансформаторов тока для каждой фазы линии и монтаж вторичных цепей в клеммном ящике на ОРУ-110 кВ для силового автотрансформатора.

типы и виды трансформаторов тока

Таким же целям служат трансформаторы тока на ОРУ-330 кВ, однако они гораздо больших размеров из-за сложностей конструкции, так как они предназначены для более высоковольтного оборудования.

типы и виды трансформаторов тока

На энергетическом оборудовании нередко используют встроенные конструкции трансформаторов тока, их помещают непосредственно на корпусе силового объекта.

типы и виды трансформаторов тока

Их конструкция предполагает вторичные обмотки с выводами, которые находятся вокруг высоковольтного ввода в герметичном корпусе. Кабели от зажимов трансформатора тока подведены к закрепленным тут же клеммным ящикам.

типы и виды трансформаторов тока

В трансформаторах тока, характеризующихся высоким напряжением, обычно как изолятор применяют трансформаторное масло. На следующем изображении показан вариант такой конструкции для трансформаторов тока серии ТФЗМ для работы при напряжении, равном 35 кВ.

типы и виды трансформаторов тока

При напряжениях, не превышающих 10 кВ, в целях изоляции между обмотками при производстве корпуса прибора, применяют твердые диэлектрические материалы.

Например, трансформатор тока марки ТПЛ-10, используемый в КРУН, ЗРУ и других видах распределительных устройств.

Читайте так же:
Как подключить две электро розетки

типы и виды трансформаторов тока

На следующей упрощенной схеме показан пример подключения вторичной токовой цепи одного из кернов защит REL 511 для выключателя линии 110 кВ.

типы и виды трансформаторов тока

Обмотки

Первичная обмотка включения трансформатора тока бывает в двух типовых исполнениях. Первое — обмотка плоская, второе — обмотка в форме ролика выполненная из толстого провода.

Вторичная обмотка имеет большее число витков катушки которые намотаны на глянцевую основу магнитного материала. Вторичная обмотка трансформатора ток арсчитана на показатель который соответствует стандарту 1 или 5 Ампер.

Трансформаторы тока можно различить по классу точности а именно: 0,2; 0,5; 1; 3; и 10. Эти трансформаторы способны снижать высокие проходные электрические токи, на более низкие. Данное действие обеспечивает безопасный контроль электрической энергии в переменной линии передачи.

Трансформаторы тока делятся также по по номинальной мощности которая имеет следующие значения: 25 кВа, 40 кВа, 63 кВа, 100 кВа и 160 кВа.

При эксплуатации трансформатора тока, возникает необходимость периодического обслуживания и его ремонта. Хочется отметить что обслуживание, ремонт а также замена составляющих запасных частей трансформатора тока, должна проводиться специализированной организацией имеющей допуски к данным видам работ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector