РЗиА ЭС / Раздел 2-2. Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Измерительные трансформаторы тока и напряжения5.4. Измерительные трансформаторы тока и напряжения5.4.1. Трансформаторы тока а) Общие сведения и схемы соединенияТрансформаторы тока предназначены для питания измерительных приборов и реле защиты, путем трансформации тока первичной цепи до значений (1 и 5А) наиболее удобных для приборов, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей ВН. Первичную обмотку 1 ТТ (рис.1) включают в цепь ВН последовательно, а ко вторичной обмотке 3 также последовательно присоединяют катушки приборов и реле.
Рис.1 Схема многовиткового ТТ 1 – первичная обмотка; 2 – магнитопровод; 3 – вторичная обмотка ТТ характеризуется его номинальным коэффициентом трансформации (обозначается на щитке): , где - номинальные значения первичного и вторичного тока. Значения номинального вторичного тока приняты равными 5 и 1 А. ( величина тока 1А применяют для уменьшения сечения проводов от ТТ до измерительных приборов, что имеет существенное значение в установках очень высоких напряжений и больших мощностей, где вследствие больших габаритов распределительных устройств длина соединительных проводов может достигать нескольких сотен метров, кроме того дешевле как сами ТТ, так и присоединенные к ним приборы и реле). Коэффициент трансформации ТТ не является строго постоянной величиной и может отличаться от номинального значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания. Токовая погрешность определяется по выражению:
Погрешность ТТ зависит от его конструктивных особенностей: сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения .В зависимости от предъявляемых требований выпускают ТТ с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10. указанные цифры представляют собой токовую погрешность в % номинального тока при нагрузке первичной обмотки током 100-200% для первых трех классов и 50-120% для двух последних. Для ТТ классов точности 0,2; 0,5 и 1 нормируется также угловая погрешность. Погрешность ТТ зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличения нагрузки и кратности тока приводят к увеличению погрешности. При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастет. Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 — для присоединения счетчиков денежного расчета, класса 1 — для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10 — для релейной защиты. Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки. В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт. Из-за указанных явлений запрещается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная Обмотка трансформатора тока (или шунтируется обмотка реле, прибора). Вторичные обмотки ТТ обязательно заземляют, чтобы при пробое изоляции между первичной и вторичной обмотками вторичная цепь ТТ не оказалась по отношению к земле под напряжением первичной цепи, что может быть опасно для персонала и может привести к пробою за землю изоляции любого элемента вторичной цепи. Схемы соединения трансформаторов тока и приборов (рис.2):
Рис. 2. Схемы соединения измерительных трансформаторов тока и приборов: а — включение в одну фазу; б — включение в неполную звезду; в — включениев полную звезду studfiles.net 2. Измерительные трансформаторы тока и напряженияИзмерительные органы релейной защиты подключаются к защищаемому элементу с помощью специальных измерительных трансформаторов. Назначение измерительных трансформаторов - изолировать измерительные приборы и реле от цепей высокого напряжения, снизить токи и напряжения до величин удобных и безопасных для работы реле и измерения. Применение измерительных трансформаторов позволяет также унифицировать реле и приборы. Трансформаторы тока (ТА). ТА состоит из стального сердечника из шихтованной стали и двух обмоток - первичной w1и вторичнойw2, причемw1<<w2. Первичная обмотка ТА подключается последовательно в цепь защищаемого элемента, к вторичной обмотке присоединяются реле или измерительные приборы. Ток, протекающий по обмоткеw1, создает магнитный поток Ф1, который индуцирует ток во вторичной обмоткеI2. ТокI2, в свою очередь, создает магнитный поток Фт , направленный навстречу потоку Ф1 . Результирующий магнитный поток Фт = Ф1- Ф2, Аналогичное выражение может быть записано для намагничивающих сил F = I, т.е. ;, (2.1) где Iнам - ток намагничивания, обеспечивающий создание магнитного потока в сердечнике. Из последнего выражения делением всех членов уравнения на w2 можно получить , или где nтв- витковый коэффициент трансформации, На практике чаще используют номинальный коэффициент трансформации записанный через значения номинальных токов. Анализируя уравнение (2.2), можно заметить, что расчетное значение токаи действительное значениеотличаются друг от друга. ВеличинаIнам/nт вносит погрешность в величину и фазу тока I2, поскольку не весь ток I1 трансформируется во вторичную обмотку, что обусловливает наличие погрешностей в работе ТА. рис.5. Схема замещения ТА Для анализа погрешностей ТА составим схему замещения и построим векторную диаграмму. Схема замещения строится при следующих допущениях (рис. 5): - все магнитные связи заменены электрическими; - параметры первичной обмотки приведены к числу витков вторичной обмотки; - вектор тока I2 повернут на 1800 по сравнению с его действительным направлением. - сопротивление первичной обмотки, приведенное к W2; - сопротивление намагничивания, приведенное к W2, ,- ток первичной обмотки и ток намагничивания, приведенные кw2 . Наличие Iнам обусловлено тем, что процесс трансформации происходит с затратой энергии, которая идет на создание магнитного потока в сердечнике, на гистерезис, на погори на вихревые токи и нагрев обмоток. Из схемы замещения видно, что , т.е.,т.е. вторичный ток отличается от расчетного первичного, что может исказить работу защиты. На основе схемы замещения (см. рис. 5) построим векторную диаграмму для анализа величин токов (рис. 6). Сначала строим I2, затем . Величина ЭДС .Магнитный поток ФН отстает от Е2 на 90°. ; . Из векторной диаграммы видно, что I1 отличается от I2 по модулю и сдвинут на угол . Отсюда выделяют погрешности ТА - токовую и угловую. Токовая погрешность - алгебраическая разность токов: - абсолютная ; - относительная . Угловая погрешность - величина угла 5, являющегося углом сдвига между I2 и I1 . Чем больше величина Iнам, тем больше погрешности трансформатора тока. Чем меньше погрешности ТА, тем точнее работает защита. Iнам имеет две составляющие - активную Iнам.акт и реактивную Iнам.р. Ток Iнам.акт обусловлен активными потерями (гистерезис) и вихревыми токами. Для его снижения сердечники ТА делают из шихтованной трансформаторной стали, поскольку величина этих потерь определяется качеством и параметрами стали. Ток Iнам.р служит для создания магнитного потока Фт , который индуцирует Е2 во вторичной обмотке. Для снижения Iнам.р нужно снижать Фт , который определяется как , гдеRм - магнитное сопротивление. Связь эта представлена на рис. 7. В области до Iнам.р изменение Фт почти линейно, при Iнам.р >I'нам.р происходит насыщение сердечника и малому изменению Фт соответствует большое изменение Iнам.р ,что в свою очередь, приводит к увеличению токовой погрешности (и) ТА. Для того чтобы снизить эти погрешности, нужно так выбрать параметры схем релейной защиты и автоматики, чтобы рабочая зона располагалась в линейной части характеристики намагничивания ТА:
Рис. 6. Векторная диаграмма ТА
Рис. 7. Характеристика намагничивания ТА В связи с этим для уменьшения тока намагничивания, а следовательно, и уменьшения погрешности ТА необходимо снижать ZH, определяемое сопротивлением токовых обмоток реле, соединительных проводов и контактов, и уменьшать I2. Для нормальной эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики погрешности и. Следует особо отметить необычность режимов холостого хода и короткого замыкания для ТА. Так работа ТА в режиме холостого хода, когда контакты И1 - И2 вторичной обмотки разомкнуты, является аварийной. В таком режиме I2=0 и в соответствии с (2.1) весь магнитный поток I1w1 идет на намагничивание сердечника. Размагничивающего действия вторичного потока I2w2 нет. Происходит перегрев стали магнитопровода. Кроме того, в соответствии со схемой замещения весь ток I1 протекает через большое сопротивление к создает ЭДСE2 , которая может достигать нескольких киловольт. Перенапряжение и перегрев могут привести к пробою изоляции вторичной обмотки ТА. Таким образом, работа ТА в режиме холостого хода недопустима, поэтому в случае, когда ТА не используется, его следует держать в режиме короткого замыкания, который для ТА является нормальным. В устройствах релейной защиты обмотки трансформаторов тока и реле соединяются по определенным схемам. Поведение реле зависит от характера распределения тока по обмоткам реле при различных видах к.з. Все схемы соединения, кроме изображенной на рис. 8, д, принято характеризовать коэффициентом схемы kсх, который определяется как отношение тока, протекающего по реле, к вторичному фазному току ТА kcx = Iр/. Данный коэффициент обычно равен 1 (для схем рис. 8, а и 8, б) или(для схем рис. 8, в и 8, г). При выполнении МТЗ и токовых отсечек наиболее часто применяют следующие схемы: 1. Трехфазная трехрелейная схема полной звезды для защит сетей с глухозаземленной нейтралью от всех видов замыканий (рис. 8, а). 2. Двухфазная двухрелейная (трехрелейная) схема в качестве зашиты от междуфазных замыканий в сетях с изолированной нейтралью (рис. 8, б). 4. Схема соединения ТА в треугольник, а реле - в звезду в дистанционных и дифференциальных защитах трансформаторов от всех видов к.з. (рис. 8, г). 5. Фильтр токов нулевой последовательности для выполнения защит от замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью (рис. 8, д).
Рис. 8. Схемы соединения трансформаторов тока и обмоток реле
Рис. 9. Распределение токов при различных видах к.з.: а - трехфазное к.з.; б - двухфазное к.з. между фазами АС; в - однофазное к.з. на землю Для выбора возможности применения какой-либо из приведенных на рис. 8 схем соединения необходимо провести анализ поведения реле в выбранной схеме при различных видах к.з. Для этого на выбранную схему соединения наносят первичные токи, соответствующие им вторичные токи ТА и затем определяют направление и величину тока, протекающего по каждому реле. При анализе трехфазных, двухфазных и однофазных к.з. для схемы, приведенной на рис. 9, становится очевидным, что на трехфазные и двухфазные к.з. реагируют оба реле или одно из них. При однофазном к.з. в фазе В нет тока ни в одном из реле. Следовательно, для защиты от однофазных к.з. данную схему применять нельзя, а для междуфазных к.з. применение ее возможно. Трансформаторы напряжения (TV). По принципу действия TV аналогичен силовому трансформатору, но W1>>W2, где W1,W2 - число витков первичной и вторичной обмоток. Введем обозначение nтн= U1/ - коэффициент трансформации TV, где U2хх - напряжение вторичной обмотки при условии, что она разомкнута. Схема замещения TV аналогичнаa схеме замещения ТА и построена при тех же самых допущениях (рис. 10). Построим векторную диаграмму для иллюстрации погрешностей TV. Построение векторной диаграммы начинается с U2 и I2. Затем строят Е2=U2+I2(r2 + jX2) Поток ФТ отстает от Е2 на 90°. Из схемы замещения =I2 + , затем можно построить Из векторной диаграммы видно, что U2 отличается от по модулю и сдвинуто на угол. Погрешность по модулю
Рис. 10. Схема замещения и векторная диаграмма TV а.б. Рис. 11. Схемы соединения трансформаторов напряжения:
а - схема соединения; б - схема соединения
Отсюда видно, что для снижения погрешности TV необходимо уменьшать сопротивление обмоток W1 и W2, снижать ток намагничивания IH и ток I2 . Погрешность TV может быть абсолютной по напряжению , относительной, угловой - величина угла. Для питания цепей релейной защиты, автоматики и измерения TV соединяются по определенным схемам. Выбор схемы зависит от того, какое напряжение нужно - фазное, линейное или напряжение нулевой последовательности. Наиболее часто применяемые схемы соединения приведены на рис. 11. studfiles.net Раздел 2-2. Измерительные трансформаторы тока и напряженияРаздел 2-2.Трансформаторы тока и напряжения Трансформаторы напряжения Как и трансформаторы тока, трансформаторы напряжения (ТН) выполняют две функции: служат для разделения (изоляции) первичных и вторичных цепей, а так же, для приведения величины напряжения к уровню удобному для измерения (стандартное номинальное напряжение вторичной обмотки: 100/57 В). ТН работают в режиме близком к холостому ходу.
Трансформатор напряжения по принципу действия и конструктивному выполнению аналогичен силовому трансформатору. Как показано на рис. 2.6, трансформатор напряжения TV состоит из стального сердечника (магнитопровода)С, собранного из тонких пластин трансформаторной стали, и двух обмоток – первичной и вторичной, изолированных друг от друга и от сердечника. Первичная обмотка w1 имеющая большое число витков (несколько тысяч) тонкого провода, включается непосредственно в сеть высокого напряжения, а к вторичной обмоткеw2 имеющей меньшее количество витков (несколько сотен), подключаются параллельно реле и измерительные приборы. Под воздействием напряжения сети по первичной обмотке проходит ток, создающий в сердечнике переменный магнитный поток Ф, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в ней ЭДС Е, которая при разомкнутой вторичной обмотке (холостой ход ТН) равна напряжению на её зажимахU2x. Напряжение U2x во столько раз меньше первичного напряженияU1, во сколько раз число витков вторичной обмоткиw2 меньше числа витков первичной обмоткиw1.
Если ко вторичной обмотке ТН подключена нагрузка в виде реле и приборов, то напряжение на её зажимах U2 будет меньше ЭДС на величину падения напряжения в сопротивлении вторичной обмотки. Однако поскольку это падение напряжения невелико, оно не учитывается и пересчёт первичного напряжения на вторичное производится по формулам:
Схемы соединения трансформаторов напряжения Для правильного соединения между собой вторичных обмоток ТН и правильного подключения к ним реле направления мощности, ваттметров и счётчиков заводы-изготовителиобозначают (маркируют) выводные зажимы обмоток определенным образом (см. рис 2.7, 2.8): начало первичной обмотки – А, конец – Х; начало основной вторичной обмотки – а, конец – х; начало дополнительной вторичной обмотки – ад, конец – хд. Рис. 2.8. Схемы соединения обмоток однофазных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой На рис. 2.8 и 2.9 приведены основные схемы соединения обмоток однофазных ТН. На рис. 2.8, а дана схема включения одного ТН на междуфазное напряжение. Эта схема применяется, когда для защиты или измерений достаточно одного междуфазного напряжения. На рис. 2.8, б приведена схема соединения двух ТН в открытый треугольник, или в неполную звезду. Эта схема, получившая широкое распространение, применяется, когда для защиты или измерений нужно иметь два или три междуфазных напряжения. На рис. 2.8, в приведена схема соединения трёх ТН в звезду. Эта схема также получила широкое распространение и применяется, когда для защиты или измерений нужны фазные напряжения, или же фазные и междуфазные напряжения одновременно. На рис. 2.8, г приведена схема соединения трёх ТН треугольник – звезда. Эта схема обеспечивает повышенное напряжение на вторичной стороне, равное ~ 173 В. Такая схема, в частности, используется для питания электромагнитных корректоров напряжения устройств автоматического регулирования возбуждения генераторов. Рис. 2.9. Схема соединения обмоток трансформатора напряжения с двумя вторичными обмотками На рис. 2.9 представлена схема соединения трансформаторов напряжения, имеющих две вторичные обмотки. Первичные и вторичные основные обмотки соединены в звезду, т.е. так же как в рассмотренной выше схеме на рис. 2.8, в. Дополнительные вторичные обмотки соединены в схему разомкнутого треугольника (на сумму фазных напряжений). Такое соединение применяется для получения напряжения нулевой последовательности, необходимого для включения реле напряжения и реле направления мощности защиты от однофазных КЗ в сети с заземлёнными нулевыми точками трансформаторов, и для сигнализации при однофазных замыканиях на землю в сети с изолированными нулевыми точками трансформаторов. Как известно, сумма трёх фазных напряжении в нормальном режиме, а также придвух-трёхфазныхКЗ равна нулю. Поэтому, в указанных условиях напряжение между точкамиО1—О2на рис. 2.9 равно нулю (практически между этими точками имеется небольшое напряжение:0,5–2В, которое называется напряжением небаланса). При однофазном КЗ в сети с заземлёнными нулевыми точками трансформаторов (сети 110 кВ и выше) фазное напряжение поврежденной фазы становится равным нулю, а геометрическая сумма фазных напряжений двух неповреждённых фаз оказывается равной фазному напряжению. Всети с изолированными нулевыми точками трансформаторов (сети 35 кВ иниже) при однофазных замыканиях на землю напряжения неповреждённых фаз 5 относительно земли становятся равными междуфазному напряжению, а их геометрическая сумма оказывается равной утроенному фазному напряжению. Для того чтобы в последнем случае напряжение на реле не превосходило номинального значения, равного 100 В, у ТН, предназначенных для сетей, работающих с изолированными нулевыми точками трансформаторов, вторичные дополнительные обмотки, соединяемые в схему разомкнутого треугольника, имеют увеличенные в 3 раза коэффициент трансформации, например 6000/100/3 В. Напряжение нулевой последовательности может быть также получено от специальных обмоток трёхфазных ТН. В конструкции, показанной на рис. 2.10, специальные обмотки расположены на крайних стержнях пятистержневого сердечника и соединены между собой последовательно. В нормальном режиме, а также при двух- и трех фазных КЗ, когда сумма фазных напряжений равна нулю, магнитный поток в крайних стержнях отсутствует, и поэтому напряжении на специальных обмотках нет. При однофазных КЗ или замыканиях на землю сумма фазных напряжений не равна нулю. Поэтому магнитный поток замыкается по крайним стержням и индуктирует напряжение на специальных обмотках. Рис. 2.10. Схема соединений обмоток трёхфазного трансформатора напряжения с дополнительной обмоткой, расположенной на крайних стержнях В другой конструкции, показанной на рис. 2.11, имеются дополнительные вторичные обмотки, расположенные на основных стержнях и соединённые в схему разомкнутого треугольника. При включении первичных обмоток ТН на фазные напряжения они соединяются в звезду, нулевая точка которой обязательно соединяется с землей (заземляется), как показано на рис. 2.8, в; 2.9 – 2.11. Заземление первичных обмоток необходимо для того, чтобы при однофазных КЗ или замыканиях на землю в сети, где установлен ТН, реле и приборы, включённые на его вторичную обмотку, правильно измеряли напряжение фаз относительно земли. Вторичные обмотки ТН подлежат обязательному заземлению независимо от схемы их соединений. Это заземление является защитным, обеспечивающим безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляется нулевая точка звезды (рис. 2.8,в иг) или один из фазных проводов – как правило, фазы «В» – для удобства проверки правильности включения электросчётчиков (рис. 2.8,а иб, 2.9). В проводах, соединяющих точку заземления с обмотками ТН, не должно быть коммутационных и защитных аппаратов (рубильников) переключателей, автоматических выключателей, предохранителей и т.д.). Сечение заземляющего провода должно быть не менее 4 мм2 (по меди). Рис. 2.11. Схема соединений обмоток трёхфазного пятистержневого трансформатора напряжения с дополнительной обмоткой, расположенной на основных стержнях На промышленных предприятиях широко используются трансформаторы напряжения типа 3×ЗНОЛ-6(10)и НТМИ. Для защиты трансформаторов напряжения со стороны ВН обычно используются высоковольтные предохранители (например,ПКТ-10,ПКТ-35).Для защиты вторичных обмоток трансформаторов напряжения от перегрузок и КЗ применяются автоматические выключатели с отсечкой3,5Iн . В схемах указаны меры, которые предпринимаются для защиты сети от самопроизвольного смещения нейтрали при феррорезонансе трансформатора напряжения. Феррорезонанс возникает в случае, когда ёмкость, какой либо фазы в сети компенсируется индуктивностью трансформатора напряжения, в этой фазе напряжение меняет знак и напряжение нейтрали приобретает величину 3Uф . Такое явление может произойти при малой ёмкости сети – подаче напряжения на холостые шины, или в случае, если общая длина подключенных кабелей меньше 3 км, а воздушных линий меньше 60 км. Для защиты от феррорезонансных перенапряжений в схемах с трансформаторами НТМИ или 3×ЗНОЛ применяется включение резисторов общим сопротивлением 25 Ом на обмотку 3U0. Однако включение такой нагрузки приводит к перегрузке дополнительной обмотки ТН при замыканиях на землю, и такой режим может существовать ограниченное время: до 8 часов для НТМИ-10. В настоящее время в России и за рубежом выпускаются трансформаторы серий НАМИ-10,НТМ(i), НОМ иНАМИТ-6(10)-2,которые обладают антирезонансными свойствами. Балансная схема фильтра 3U0. Фильтр напряжения нулевой последовательности (3U0) может быть выполнен двумя способами: по напряжению – при наличии трансформатора напряжения с отдельной обмоткой разомкнутого треугольника, или по схеме фильтра напряжения нулевой последовательности, встроенного в реле, и предназначенного для подключения к звезде напряжений, при отсутствии такой обмотки. Такая схема используется, например, в ячейках фирмы «ТавридаЭлектрик». Схема балансного фильтра показана на рис. 2.12. Рис. 2.12. Схема фильтра напряжения нулевой последовательности Три резистора одинаковой величины подключаются соответственно к фазам а,в,с напряжения обмотки ТН соединённой в звезду, ко вторым концам резисторов, соединённым вместе и выводу нейтрали ТН подключается реле напряжения. На реле выделяется напряжениеU0. Для сигнализации замыкания на землю выполняются уставки: 3U0 (U0 ср )=15 В;tсз =5, 4 сек. Схема работает неправильно при перегорании предохранителей на стороне ВН (или НН, если они там имеются). Погрешности трансформаторов напряжения Точность работы трансформаторов напряжения оценивается погрешностями: 1) погрешность в напряжении (или в коэффициенте трансформации), под которой понимается отклонение действительного коэффициента трансформации от номинального; 2) погрешность по углу, под которой понимается угол сдвига вторичного напряжения относительно первичного. В зависимости от предельно допустимых погрешностей, ТН подразделяются на классы точности. Трансформаторам, предназначенным для измерения, следует присваивать классы точности, выбираемые из ряда: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0. Трансформаторам, предназначенным для защиты, следует присваивать классы точности 3Р или 6Р. Трансформаторам присваивают один или несколько классов точности в зависимости от номинальных мощностей и назначения. Один и тот же ТН в зависимости от нагрузки, подключённой к его вторичной обмотке, может работать с различным классом точности. Поэтому, в каталогах и паспортах на ТН указываются два значения мощности: номинальная мощность в вольт-амперах,при которой ТН может работать в гарантированном классе точности, и предельная мощность, с которой ТН может работать с допустимым нагревом обмоток. Предельная мощность ТН в несколько раз превышает номинальную. Так, у ТН типаНОМ-6с коэффициентом трансформации 6000/100 для класса точности 1% номинальная мощность составляет 50 ВА, а предельная – 300 ВА.
Номинальные мощности для трансформаторов различных классов точности, определяют, исходя из установленных предельных значений погрешностей напряжения для этих классов точности. На рисунке … приведены рекомендуемые характеристики процентного изменения вторичного напряжения трансформатора, соответствующие studfiles.net Измерительные трансформаторы тока и напряжения — конструкции, технические характеристики
Технические свойства трансформаторов тока Номинальный первичный и вторичный ток трансформаторов тока Трансформаторы тока характеризуются номинальным первичным током Iном1 (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 до 40000 А) и номинальным вторичным током Iном2, который принят равным 5 либо 1 А. Отношение номинального первичного к номинальному вторичному току представляет собой коэффициент трансформации КТА= Iном1/ Iном2 Токовая погрешность трансформаторов тока
Нагрузка трансформаторов тока Нагрузка трансформатора тока — это полное сопротивление наружной цепи Z2, выраженное в омах. Сопротивления r2 и х2 представляют собой сопротивление устройств, проводов и контактов. Нагрузку трансформатора можнотакже охарактеризовывать кажущейся мощностью S2 В*А. Под номинальной нагрузкой трансформатора тока Z2ном понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за границы, установленные для трансформаторов данного класса точности. Значение Z2ном дается в каталогах. Электродинамическая стойкость трансформаторов тока Электродинамическую стойкость трансформаторов тока охарактеризовывают номинальным током динамической стойкости Iм.дин. либо отношением kдин = Тепловая стойкость определяется номинальным током тепловой стойкости Iт либо отношением kт= Iт / I1ном и допустимым временем деяния тока тепловой стойкости tт.
Конструкции трансформаторов тока По конструкции различают трансформаторы тока катушечные, одновитковые (типа ТПОЛ), многовитковые с литой изоляцией (типа ТПЛ и ТЛМ). Трансформатор типа ТЛМ предназначен для КРУ и конструктивно совмещен с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки. Для огромных токов используют трансформаторы типа ТШЛ и ТПШЛ, у каких роль первичной обмотки делает шина. Электродинамическая стойкость таких трансформаторов тока определяется стойкостью шины. Для ОРУ выпускают трансформаторы типа ТФН в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией и каскадного типа ТРН. Для релейной защиты имеются особые конструкции. На выводах масляных баковых выключателей и силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и выше инсталлируются интегрированные трансформаторы тока. Погрешность их при иных равных критериях больше, чем у раздельно стоящих трансформаторов. Технические свойства измерительных трансформаторовнапряжения Номинальные первичное и вторичное напряжение измерительныхтрансформаторов напряжения Трансформаторы напряжения характеризуются номинальными значениями первичного напряжения, вторичного напряжения (обычно 100 В либо 100/ ), коэффициента трансформации К=U1ном/U2ном. Зависимо от погрешности различают последующие классы точности трансформаторов напряжения: 0,2;0,5; 1:3. Нагрузка трансформаторов напряжения Вторичная нагрузка трансформатора напряжения—это мощность наружной вторичной цепи.Под номинальной вторичной нагрузкой понимают самую большую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности. Конструкции трансформаторов напряжения В установках напряжением до 18 кВ используются трехфазные и однофазовые трансформаторы, при более больших напряжениях — только однофазовые. При напряжениях до 20 кВ имеется огромное число типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ. НТМИ, НТМК), с литой изоляцией (ЗНОЛ). Следует отличать однофазовые двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазовых трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20 -24 и ЗНОЛ-06 инсталлируются в комплектных токопроводах массивных генераторов. В установках напряжением 110 кВ и выше используют трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЕ.
Схемы включения трансформаторов напряжения Зависимо от предназначения могут применяться различные схемы включения трансформаторов напряжения. Два однофазовых трансформатора напряжения, соединенные в неполный треугольник, позволяют определять два линейных напряжения. Целесообразна такая схема для подключения счетчиков и ваттметров. Для измерения линейных и фазных напряжений могут быть применены три однофазовых трансформатора (ЗНОМ, ЗНОЛ), соединенные по схеме «звезда — звезда», либо трехфазный типа НТМИ. Так же соединяются в трехфазную группу однофазовые трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и НКФ. Присоединение расчетных счетчиков к трехфазным трансформаторам напряжения не рекомендуется, т.к. они имеют, обычно, несимметричную магнитную систему и увеличенную погрешность. Для этой цели лучше устанавливать группу из 2-ух однофазовых трансформаторов соединенных в неполный треугольник. Трансформаторы напряжения выбирают по условиям Uуст ≤U1ном, S2≤ S2ном в намечаемом классе точности. За S2ном принимают мощность всех 3-х фаз однофазовых трансформаторов напряжения, соединенных по схеме звезды, и удвоенную мощность однофазового трансформатора, включенного по, схеме неполного треугольника.
elektrica.info Измерительные трансформаторы тока и напряженияМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РК СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.М.КОЗЫБАЕВА ФАКУЛЬТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И МАШИНОСТРОЕНИЯ КАФЕДРА ЭНЕРГЕТИКИ И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ РЕФЕРАТ ПО ПРЕДМЕТУ: ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА ВЫПОЛНИЛИ: СТУДЕНТКИ ГР.ПР-08 КИРЕЕВА ЕЛЕНА, МАКИНА САГДАНА ПРОВЕРИЛ: СТ.ПРЕПОД. КАФ. ЭиП САВОСТИН А.А. г.Петропавловск, 2011 г Содержание Введение……………………………………………………………………………… 3 1 Измерительные трансформаторы тока ………………………………………….. 5 1.1 Технические характеристики трансформаторов тока……………………… 5 1.1.1 Номинальный первичный и вторичный ток трансформаторов тока…. 5 1.1.2 Токовая погрешность трансформаторов тока………………………….. 5 1.1.3 Нагрузка трансформаторов тока………………………………………… 5 1.1.4 Электродинамическая стойкость трансформаторов тока……………… 5 1.2 Конструкции и принцип действия трансформаторов тока…………………. 6 2 Измерительные трансформаторы напряжения………………………………….. 8 2.1 Технические характеристики…………………………………………………. 8 2.1.1 Номинальные первичное и вторичное напряжение измерительных трансформаторов напряжения……………………………………………………… 8 2.1.2 Нагрузка трансформаторов напряжения……………………………….. 8 2.2 Конструкции и устройство трансформаторов напряжения…………………. 8 2.3 Виды трансформаторов напряжения………………………………………… 9 Заключение…………………………………………………………………………. 11 Список литературы………………………………………………………………… 12
Введение Измерительный трансформатор применяют в установках переменного тока для изоляции цепей измерительных приборов и реле от сети высокого напряжения и для расширения пределов измерения измерительных приборов. Непосредственное включение измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы приборы опасными для прикосновения. Конструкция приборов в этом случае была бы сильно усложнена, так как изоляция токоведущих частей должна была бы быть рассчитана на высокое напряжение, а их сечение – на большие токи. Измерительные трансформаторы делятся на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их применение дает возможность пользоваться одними и теми же приборами со стандартными пределами измерения для измерения самых различных напряжений и токов. Измерительный трансформатор тока преобразует измеряемый большой ток в малый, а измерительный трансформатор напряжения – измеряемое высокое напряжение в низкое. По назначению измерительные трансформаторы подразделяются на измерительные трансформаторы для измерений и измерительные трансформаторы для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах. В зависимости от вида преобразования измерительные трансформаторы 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 измерительные трансформаторы подразделяются на аналоговые и дискретные. Целесообразно разделять измерительные трансформаторы в зависимости от уровня напряжения, определяющего конструкцию, а иногда и принцип действия измерительного трансформатора. Все измерительные трансформаторы и для измерений, и для защиты - можно классифицировать по следующим основным признакам. По роду установки:
По способу установки:
По числу коэффициентов трансформации:
По числу ступеней трансформации:
1 Измерительные трансформаторы тока 1.1 Технические характеристики трансформаторов тока 1.1.1 Номинальный первичный и вторичный ток трансформаторов тока Трансформаторы тока характеризуются номинальным первичным током Iном1 (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 до 40000 А) и номинальным вторичным током Iном2, который принят равным 5 или 1 А. Отношение номинального первичного к номинальному вторичному току представляет собой коэффициент трансформации:
1.1.2 Токовая погрешность трансформаторов тока Трансформаторы тока характеризуются токовой погрешностью ∆I=(I2K-I1)*100/I1 (в процентах) и угловой погрешностью (в минутах). В зависимости от токовой погрешности измерительные трансформаторы тока разделены на пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности трансформатора тока при первичном токе, равном 1 - 1,2 номинального. Для лабораторных измерений предназначены трансформаторы тока класса точности 0,2, для присоединений счетчиков электроэнергии - трансформаторы тока класса 0,5, для присоединения щитовых измерительных приборов - классов 1 и 3. 1.1.3 Нагрузка трансформаторов тока Нагрузка трансформатора тока - это полное сопротивление внешней цепи Z2, выраженное в Омах. Сопротивления r2 и х2 представляют собой сопротивление приборов, проводов и контактов. Нагрузку трансформатора можно также характеризовать кажущейся мощностью S2, В*А. Под номинальной нагрузкой трансформатора тока Z2ном понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности. Значение Z2ном дается в каталогах. 1.1.4 Электродинамическая стойкость трансформаторов тока Электродинамическую стойкость трансформаторов тока характеризуют номинальным током динамической стойкости Iм.дин. Термическая стойкость определяется номинальным током термической стойкости Iт или отношением kт = Iт / I1ном и допустимым временем действия тока термической стойкости tт. 1.2 Конструкции и принцип действия трансформаторов тока По конструкции различают трансформаторы тока катушечные, одновитковые (типа ТПОЛ), многовитковые с литой изоляцией (типа ТПЛ и ТЛМ). Трансформатор типа ТЛМ предназначен для КРУ и конструктивно совмещен с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки. Для больших токов применяют трансформаторы типа ТШЛ и ТПШЛ, у которых роль первичной обмотки выполняет шина. Электродинамическая стойкость таких трансформаторов тока определяется стойкостью шины. Для ОРУ выпускают трансформаторы типа ТФН в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией и каскадного типа ТРН. Для релейной защиты имеются специальные конструкции. На выводах масляных баковых выключателей и силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и выше устанавливаются встроенные трансформаторы тока. Погрешность их при прочих равных условиях больше, чем у отдельно стоящих трансформаторов.
Рисунок 1. Схема включения в сеть трансформатора тока На схеме: Л1-Л2 первичная обмотка; И1-И2 вторичная обмотка; I1 - ток линии; I2 - ток протекающий во вторичной обмотке. Основными элементами измерительного трансформатора тока участвующими в преобразовании тока, являются первичная и вторичная обмотки, намотанные на один и тот же магнитопровод. Первичная обмотка измерительного трансформатора тока включается последовательно (в рассечку токопровода высокого напряжения ). Ко вторичной обмотке подключаются измерительные приборы (амперметр, токовая обмотка счетчика) или реле. При работе измерительного 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 измерительного 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. Между первичной и вторичной обмотками измерительного трансформатора тока 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. Если в силовых трансформаторах и трансформаторах напряжения увеличение сопротивления во вторичной цепи вызывает уменьшение тока во вторичной и в первичной цепях, а напряжение на выводах обеих обмоток почти не изменяется, то у трансформаторов тока увеличение сопротивления во вторичной цепи приводит к повышению напряжения на выводах вторичной обмотки. Это объясняется тем, что ток в первичной цепи не зависит от нагрузки трансформатора тока. Ток во вторичной цепи трансформатора тока практически не меняется с изменением ее сопротивления при данном режиме первичной цепи. Вследствие этого нагрузка трансформатора тока увеличивается с возрастанием сопротивления во вторичной цепи, складывающегося из сопротивлений, подключенных к трансформатору тока аппаратов и приборов, соединительных проводов и переходных контактов. stud24.ru Измерительные трансформаторы тока и напряжения - конструкции, технические характеристикиИзмерительные трансформаторы тока и напряжения предназначены для уменьшения первичных токов и напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию приборов и реле.Технические характеристики трансформаторов тока Номинальный первичный и вторичный ток трансформаторов тока Трансформаторы тока характеризуются номинальным первичным током Iном1 (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 до 40000 А) и номинальным вторичным током Iном2, который принят равным 5 или 1 А. Отношение номинального первичного к номинальному вторичному току представляет собой коэффициент трансформации КТА= Iном1/ Iном2 Токовая погрешность трансформаторов тока Трансформаторы тока характеризуются токовой погрешностью ∆I=(I2K-I1)*100/I1 (в процентах) и угловой погрешностью (в минутах). В зависимости от токовой погрешности измерительные трансформаторы тока разделены на пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности трансформатора тока при первичном токе, равном 1—1,2 номинального. Для лабораторных измерений предназначены трансформаторы тока класса точности 0,2, для присоединений счетчиков электроэнергии — трансформаторы тока класса 0,5, для присоединения щитовых измерительных приборов -классов 1 и 3. Нагрузка трансформаторов тока Нагрузка трансформатора тока — это полное сопротивление внешней цепи Z2, выраженное в омах. Сопротивления r2 и х2 представляют собой сопротивление приборов, проводов и контактов. Нагрузку трансформатора можно также характеризовать кажущейся мощностью S2 В*А. Под номинальной нагрузкой трансформатора тока Z2ном понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности. Значение Z2ном дается в каталогах. Электродинамическая стойкость трансформаторов тока Электродинамическую стойкость трансформаторов тока характеризуют номинальным током динамической стойкости Iм.дин. или отношением kдин = Термическая стойкость определяется номинальным током термической стойкости Iт или отношением kт= Iт / I1ном и допустимым временем действия тока термической стойкости tт. Конструкции трансформаторов тока По конструкции различают трансформаторы тока катушечные, одновитковые (типа ТПОЛ), многовитковые с литой изоляцией (типа ТПЛ и ТЛМ). Трансформатор типа ТЛМ предназначен для КРУ и конструктивно совмещен с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки. Для больших токов применяют трансформаторы типа ТШЛ и ТПШЛ, у которых роль первичной обмотки выполняет шина. Электродинамическая стойкость таких трансформаторов тока определяется стойкостью шины. Для ОРУ выпускают трансформаторы типа ТФН в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией и каскадного типа ТРН. Для релейной защиты имеются специальные конструкции. На выводах масляных баковых выключателей и силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и выше устанавливаются встроенные трансформаторы тока. Погрешность их при прочих равных условиях больше, чем у отдельно стоящих трансформаторов. Технические характеристики измерительных трансформаторов напряжения Номинальные первичное и вторичное напряжение измерительных трансформаторов напряжения Трансформаторы напряжения характеризуются номинальными значениями первичного напряжения, вторичного напряжения (обычно 100 В или 100/ ), коэффициента трансформации К=U1ном/U2ном. В зависимости от погрешности различают следующие классы точности трансформаторов напряжения: 0,2;0,5; 1:3. Нагрузка трансформаторов напряжения Вторичная нагрузка трансформатора напряжения—это мощность внешней вторичной цепи. Под номинальной вторичной нагрузкой понимают наибольшую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности. Конструкции трансформаторов напряжения В установках напряжением до 18 кВ применяются трехфазные и однофазные трансформаторы, при более высоких напряжениях — только однофазные. При напряжениях до 20 кВ имеется большое число типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ. НТМИ, НТМК), с литой изоляцией (ЗНОЛ). Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазных трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20 -24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в комплектных токопроводах мощных генераторов. В установках напряжением 110 кВ и выше применяют трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЕ. Схемы включения трансформаторов напряжения В зависимости от назначения могут применяться разные схемы включения трансформаторов напряжения. Два однофазных трансформатора напряжения, соединенные в неполный треугольник, позволяют измерять два линейных напряжения. Целесообразна такая схема для подключения счетчиков и ваттметров. Для измерения линейных и фазных напряжений могут быть использованы три однофазных трансформатора (ЗНОМ, ЗНОЛ), соединенные по схеме «звезда — звезда», или трехфазный типа НТМИ. Так же соединяются в трехфазную группу однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и НКФ. Присоединение расчетных счетчиков к трехфазным трансформаторам напряжения не рекомендуется, т.к. они имеют, обычно, несимметричную магнитную систему и увеличенную погрешность. Для этой цели желательно устанавливать группу из двух однофазных трансформаторов соединенных в неполный треугольник. Трансформаторы напряжения выбирают по условиям Uуст ≤U1ном, S2≤ S2ном в намечаемом классе точности. За S2ном принимают мощность всех трех фаз однофазных трансформаторов напряжения, соединенных по схеме звезды, и удвоенную мощность однофазного трансформатора, включенного по, схеме неполного треугольника. нагрузка, первичные токи, погрешность, трансформаторы тока, номинальный ток, напряженияВсего комментариев: 0  ukrelektrik.com Измерительные трансформаторы тока и напряженияИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
В ячейках распределительного устройства, через которые подключаются к сборным шинам линия, генератор, силовой трансформатор, устанавливаются трансформаторы тока (ТТ), а на каждой секции сборных шин и на выводах генераторов — трансформаторы напряжения (ТН). Подбирая коэффициенты трансформации этих измерительных трансформаторов, силу тока в любой цепи можно измерить обычным амперметром, рассчитанным на силу тока в 5 А, и любое напряжение — вольтметром, рассчитанным на напряжение в 100 В. В электроустановках ТТ предназначены для питания токовых катушек измерительных приборов и реле, а ТН — для катушек напряжения измерительных приборов и аппаратов защиты, измерения и контроля за напряжением. При этом измерительные приборы надежно изолированы от высокого напряжения, так как в трансформаторах нет электрической связи между обмотками высокого и низкого напряжения. Вторичные обмотки ТТ и ТН заземляют, чтобы предотвратить появление высокого напряжения на измерительных приборах в случае аварийного пробоя изоляции между обмотками высокого и низкого напряжения измерительного трансформатора.
Трансформаторы тока
Первичная обмотка трансформатора тока (рис. 1) (стержень, шины или катушки) 1 проходит внутри фарфорового изолятора 2, на который надеты кольцевые сердечники 3, 5 (один или два). Сердечники изготовляют из спиральной стальной ленты, свернутой в виде кольца. На каждом сердечнике намотана вторичная обмотка 4 из медного изолированного провода. ТТ изготовляются в однофазном исполнении. В РУ применяются ТТ классов точности 0,5; 1; 3.
Рис. 1. Принципиальная схема (а) и устройство (б) трансформатора тока, предназначенного для внутренней установки: I, II – соответственно первичная и вторичная обмотка; W – ваттметр; U – обмотка напряжения ваттметра; А – амперметр; P – реле.
Конструктивное исполнение ТТ весьма разнообразно. Различают одно- и многовитковые трансформаторы тока. Применение получили одновитковые трансформаторы следующих характерных конструкций: стержневые, шинные и встроенные. Стержневые трансформаторы тока изготовляют для напряжении до 35 кВ и номинальных первичных токов силой от 400 до 1500 А. В качестве примера на рис. 2 показан трансформатор типа ТПОЛ-10 (П — проходной, О — одновитковый, Л — с литой изоляцией) для номинального напряжения 10 кВ. Первичная обмотка 1 выполнена в виде прямолинейного стержня с зажимами на концах. На стержень поверх изоляции надеты два кольцевых магнитопровода 2 с вторичными обмотками. Магнитопроводы вместе с первичной и вторичной обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют монолитный блок 3 в виде проходного изолятора. Блок снабжен фланцем 4 из силумина с отверстиями под болты для крепления трансформатора. Зажимы 5 вторичных обмоток расположены на боковом приливе изоляционного блока.
Рис. 2. Стержневой трансформатор типа ТПОЛ-10.
Шинные трансформаторы тока изготовляют для напряжений до 20 кВ и номинальных первичных токов силой до 18000 А классом точности 0,5. При таких больших токах целесообразно упростить конструкцию трансформатора, используя в качестве первичной обмотки проводник (шина, пакет шин) соответствующего присоединения. При этом устраняются зажимы первичной обмотки с соответствующими контактными соединениями. В качестве примера на рис. 3 показан трансформатор тока типа ТШЛ-20 (Ш — шинный, Л — с литой изоляцией) для напряжения 20 кВ. Магнитопроводы 2 и 5 с вторичными обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 3. Блок соединен с основанием 1 и с приливами 6 для крепления трансформатора. Проходное отверстие (окно) трансформатора тока рассчитано на установку шин. Зажимы 4 вторичных обмоток расположены над блоком 3.
Рис. 3. Шинный трансформатор типа ТШЛ-20.
Многовитковые ТТ изготавливают для всей шкалы номинальных напряжений и для первичных номинальных токов силой 1000 — 1600 А. Для напряжений 6...10 кВ изготавливают катушечные и петлевые ТТ с эпоксидной изоляцией. На рис. 4, а показан ТТ типа ТПЛ-10 (П — петлевой, Л — с литой изоляцией) для напряжения 10 кВ. Для напряжения 35...220 кВ изготавливают ТТ наружной установки с масляной изоляцией типов ТФН, ТФНД (Ф — с фарфоровым кожухом, Н — для наружной установки, Д — с обмоткой для релейной защиты (рис. 4, б, в). Нагрузкой для ТТ служат сопротивления токовых обмоток измерительных приборов, реле автоматики и проводов вторичных цепей, включаемые последовательно. Суммарное значение этих сопротивлений не должно превышать номинального, указанного в каталоге на ТТ. В противном случае погрешность измерений превысит допустимую.
Рис. 4. Трансформатор тока типа ТПЛ-10 и ТПЛУ-10 (а), ТФНД-110М (б) и ТФННД220М (в): Л1, Л2 – соответственно ввод и вывод шины со стороны высокого напряжения; И1, И2 – вывод со стороны низкого напряжения.
В эксплуатации нельзя допускать работу ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой, так как его магнитная система рассчитана на малую индукцию. Намагничивающая сила первичной обмотки ТТ почти полностью уравновешивается размагничивающим действием его вторичной обмотки. Если вторичная обмотка разомкнута, то индукция в магнитопроводе резко возрастает, что приводит к перегреву сердечника и недопустимому повышению напряжения на зажимах разомкнутой вторичной обмотки, что создает опасность для обслуживающего персонала и изоляции обмотки. На рис. 5 показаны схемы включения ТТ.
Рис. 5. Схема включения трансформатора тока для измерения силы тока в одной (а), двух (б) и трех (в) фазах.
Защита кабельных линий от однофазных замыканий на землю часто осуществляется трансформатором тока нулевой последовательности (ТНП, ТНП-Ш), имеющим кольцеобразную или прямоугольную форму. Трансформатор надевается на защищаемый кабель. К обмотке трансформатора подключается защитное реле (рис. 6).
Рис. 6. Кабельный трансформатор тока.
Трансформаторы напряжения
Трансформатор напряжения конструктивно и по принципу устройства во многом похож на силовой трансформатор небольшой мощности для той же ступени напряжения (рис. 7).
Рис. 7. Трансформатор напряжения.
Номинальное напряжение вторичных обмоток ТН составляет 100 В. Для установки в РУ используются ТН классов точности 0,5; 1 и 3. ТН выпускаются на все стандартные напряжения от 0,5 до 500 кВ. На напряжения до 3 кВ ТН выполняются сухими, для 6 кВ и выше — масляными. ТН напряжением 35 кВ и выше выполняются для наружных установок. Схемы включения ТН приведены на рис. 8.
Рис. 8. Включение трансформатора напряжения: а – трехфазного трехстержневого; б – комплекта из двух однофазных трансформаторов; в – трех однофазных; г – трехфазного пятистержневого.
Напряжения проводов относительно земли и напряжения нулевой последовательности используют для релейной защиты, а также для сигнализации об однофазных замыканиях в сетях, где повреждения этого вида не подлежат автоматическому отключению и могут быть длительными (сети с изолированной нейтралью). В схемах (см. рис. 8) при отсутствии замыкания на землю вольтметры показывают фазное напряжение, а при замыкании на землю одной из фаз вольтметр этой фазы покажет напряжение, близкое к нулю. Показания двух других вольтметров будут близки к значениям линейных напряжений. Схема г (см. рис. 8) содержит две вторичные обмотки, одна из которых служат для измерений фазных и линейных напряжений. Вторая обмотка (а1, x1.) соединена в разомкнутый треугольник, на концах которого напряжение равно нулю при нормальном состоянии сети, так как сумма трех фазных ЭДС, индуктируемых в дополнительных обмотках, равна нулю. При однофазном замыкании в сети у зажимов разомкнутого треугольника появляется напряжение, соответствующее тройному напряжению нулевой последовательности. Реле, подключенное к обмотке, подает сигнал о неисправности сети. Число витков на фазу дополнительной обмотки выбирают таким образом, чтобы при замыкании в сети напряжение на ее зажимах составляло около 100 В. ellectroi.ucoz.ru | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Измерительные трансформаторы тока и напряжения созданы для уменьшения первичных токов и напряжений до значений, более комфортных для подключения измерительных устройств, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, потому что цепи высшего и низшего напряжения разбиты, также позволяет унифицировать конструкцию устройств и реле.
Трансформаторы тока характеризуются токовой погрешностью ∆I=(I2K-I1)*100/I1 (в процентах) и угловой погрешностью (в минутках). Зависимо от токовой погрешности измерительные трансформаторы тока разбиты на 5 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности трансформатора тока при первичном токе, равном 1—1,2 номинального. Для лабораторных измерений предусмотрены трансформаторы тока класса точности 0,2, для присоединений счетчиков электроэнергии —трансформаторы тока класса 0,5, для присоединения щитовых измерительных устройств -классов 1 и 3.
