Вибір трансформаторів струму з первинного струму, навантаженні і напрузі

1. Класифікація трансформаторів струму
2. Клас точності трансформатора струму
3. Як правильно вибрати трансформатор струму

Трансформатори струму служать для вимірювання характеристик в межах значень номінальної напруги (Uном) від 0,66 до 750 кВ.

Пристрої служать для зміни параметрів струму до показників зручних для виробництва вимірювань з подальшою передачею інформативного сигналу вимірювання приладів, що працюють в релейних ланцюгах захисту. Прилади служать для виконання функцій по вимірюванню електричної енергії, захисту від впливів струмів КЗ і інших несправностей, автоматики та управління в електроланцюгах змінного струму промислової частоти 50 - 60 Гц.

При вирішенні питання, як вибрати трансформатор струму, перш за все, необхідно керуватися вимогами по установці пристрою.

Класифікація трансформаторів струму

Трансформатори поділяються на класи за родом установки, в залежності від місця знаходження пристрою:

1. Установка ТТ у ВРУ.
2. УстановкіТТ в ЗРУ.
3. Для роботи всередині оболонок пристрій всередині олійною або газового середовища, наприклад, всередині високовольтних масляних або елегазових вимикачів.
4. Спеціальна установка.

За способом установки, що залежить те конструктивної особливості пристрою:

1. Опорні, для монтажу на рівній опорної поверхні;
2. Прохідні ТТ знаходяться на шинопроводах в комплексних розподільчих пристроях, використовуються в якості прохідного ізолятора;
3. Шинні -особливостей цього трансформатора полягає в тому, що в ролі первинної обмотківиступает шина РУ, яка пропущена через вікно трансформатора, пристрій кріпитися на шині спеціальними гвинтами на планці;
4. Вбудовані використовуються для установки в силових трансформаторах, бакових вимикачах або струмопроводах;
5. Роз'ємні, призначені для швидкого встановлення на шинах або кабелях без відключення кола струму.

За типом ізоляції:

1. Лита ізоляція;
2. Виконання в пластмасовому корпусі;
3. Застосування твердої ізоляції, з використанням порцеляни, бакеліта, полімерів, епоксидної смоли;
4. В'язка ізоляція з заливальних обволакивающих компаундов;
5. маслонаповненні
6. Газонаповнені, що застосовується для трансформаторів, встановлених на високих і надвисоких напругах.
7. Змішана ізоляція, (паперово-масляна), ресурс паперової ізоляції навіть після 40 років без експлуатації може залишатися дуже великим.

Недостатній захист трансформатора може привести до конденсування вологи на його дні, вологість може досягти небезпечних значень, що призводять до електричного або теплового пробою.

Залежно від кількості ступенів трансформації:

1. Одноступінчаті (один коефіцієнт трансформації)
2. Багатоступінчасті або каскадні (кілька коефіцієнтів трансформації)

За кількістю вторинних обмоток:

1. Наявність однієї вторинної обмотки.
2. Існування кількох вторинних обмоток.

За функціональним призначенням вторинної обмотки:

1. Для вимірювання або обліку.
2. Для виконання захисних функцій.
3. Для вимірювання та захисту.
4. Для виконання вимірювань в різних перехідних режимах.

За кількістю коефіцієнтів трансформації:

1. Наявність одного коефіцієнта трансформації.
2. Кілька коефіцієнтів трансформації, отриманих після зміни числа витків в обмотках або при наявності декількох вторинних обмоток.

Трансформатори струму розрізняються по класу напруги:

1. До 1000 В.
2. Вище 1000 В.

Методи перетворення:

1. Електромагнітні.
2. Оптико-електронні.

За типом ізоляції обмоток:

1. Тверда ізоляція.
2. газова ізоляція

Таблиця №1. Типи трансформаторів струму

Таблиця №1. Типи трансформаторів струму

Таблиця №1. Типи трансформаторів струму

Клас точності трансформатора струму

При правильному виборі трансформатора струму потрібно, перш за все, керуватися сферою вимірювання де буде застосовуватися трансформатор струму, якщо ТТ, наприклад, буде застосовуватися для АИИС КУЕ для зняття показань комерційного обліку, то він повинен мати високий клас точності.

Похибки ТТ насамперед залежні від габаритів і конструктивних особливостей муздрамтеатру, а також від кількості витків і перерізу проводу обмотки. На похибка в показаннях великий вплив робить матеріал, з якого виготовлений муздрамтеатр.

При використанні в сучасних системах комерційного обліку знайшли застосування ТТ з магнітопроводом, виконаним з нанокристалічних (аморфних) сплавів, ТТ набуває високий клас точності вимірювання 0.5, 0,5S. 0.2S, при малому значенні первинного струму.

Аморфні сплави при підвищенні класу точності ТТ сприяють збільшенню максимальної потужності обмоток, покращують захист вимірювальних приладів, підключених в ланцюг з трансформатором, зводять до нуля ефект старіння, що дозволяє зберегти характеристики пристрою. Так отримують точні і якісні вироби, які гарантують стабільне функціонування систем АИИС КУЕ.

Високий клас точності створює найбільш вузький діапазон трансформаторних похибок.

Різниця між класами точності 0,5. 0,2і 0,5S, 0.2S полягає в похибки обмотки класу 0,5 або 0,2ніже 5% від номінального струму. В такому значенні струму, виявляється недооблік електроенергії, скорочується при використанні трансформаторів з класом точності S.

Для різного виду технічних вимірювань, можливо, підключення трансформаторів з класом точності - 1. Для застосування в підключенні вказують амперметрів дозволяється застосування ТТ з класом точності - 3.

Як правильно вибрати трансформатор струму

Вибір трансформаторів струму виробляється, керуючись певними значеннями, це: напруга мережі, значення номінального первинного струму, потужність залежить від навантажувальних показників споживача, коефіцієнт трансформації.

Вибір трансформаторів струму по напрузі

Номінальне значення напруги (Uном) ТТ вибирається більшим чи рівним значенню максимального робочої напруги Uуст.

Вибір трансформатора по первинному току

Значення (I1ном) номінального струму первинної обмотки має бути вище або бути рівним за значенням (Iрабmax) робочому розрахунковому установчого току високовольтної лінії, що відходить від розподільчого пристрою. Розрахунок вибору трансформатора струму також залежить від Iкз, величини термічного імпульсу Iкз протягом 1 сек, і термічного імпульсу струму КЗ в перебігу 0,525 сек, за результатами спрацювання захистів.

При виборі номінального струму трансформатора керуються необхідністю забезпечення вимог по термічній і динамічної стійкості до Iкз

Вибір трансформатора струму по навантаженню

При малих номінальних токах і високих номінальних короткочасних токах термічної стійкості, трансформатор обмежений по потужності через свої розміри і максимальної магніторушійної сили. При збільшенні сили намагнічування вдвічі, потужність збільшується в чотири рази. Потужність обмежена залежністю МДС від струму динамічної стійкості. Причина криється в силовому впливі електричного поля, яке в разі КЗ буде сімметріровать витки первинної обмотки один проти одного. Потужність обмежена малими габаритними розмірами ТТ.

Розрахунок вибору трансформатора струму по потужності виробляється в залежності перетину токопроводящего провідника і електричні параметри проектора.

Формула розрахунку в залежності від перетину провідника

Rпр. = (Lпр. ∙ ρ) /Sпр.вибр

Де Sпр.вибр - вбрання перетин провідника, (мм 2)

Розрахунок навантажувальної потужності визначається за формулою

Sрас. = I²ном ∙ (Rпр. + Rcч. + Rк)

Згідно ДСТУ параметри ТТ по навантаженню, визначаються для трансформаторів струму номінальною потужністю рівної 5ВА і 10 ВА з нижньою межею встановлюються 3,75 ВА.

Таблиця вибору трансформаторів струму

Вибір трансформатора струму за коефіцієнтом трансформації

Не допускається установка трансформатора струму, що має підвищений коефіцієнт трансформації.

У разі підвищеного коефіцієнта дозволяється ставити лічильники на приймальному введенні споживача. На силових трансформаторах лічильники можуть монтуватися з боку нижчої напруги.

Найбільшим попитом користуються трансформатори, що мають один коефіцієнт трансформації, він не змінюється протягом усього терміну експлуатації.

Прикладом коефіцієнтів трансформації вважаються ТТ 150/5 (N-30); 600/5 (N-120); 1000/5 (N-200); 100/1 (N-100)

Автор статті: Олег Седінкін