Почему ставят два трансформатора тока
Обновлено: 26.04.2024
Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду.
Вторичные обмотки ТТ, соединенные последовательно разноименными выводами, образуют треугольник. Реле, соединенные в звезду, подключаются к вершинам треугольника.
При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ в реле проходит ток, в раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30° (рис.3.16).
Схема соединений ТТ в треугольник обладает следующими особенностями:
— токи в реле протекают при всех видах КЗ;
— РЗ по такой схеме реагируют на все виды повреждений;
— отношение тока в реле к фазному току зависит от вида КЗ;
— токи НП не выходят за пределы треугольника.
Отсюда следует, что при КЗ на землю в реле попадают только прямая и обратная последовательности, т.е. только часть тока КЗ. Описанная выше схема применяется в основном для дифференциальных и дистанционных РЗ.
Схема соединения с двумя ТТ и одним реле, включенным на разность токов двух фаз.
Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах (например, A и С); их вторичные обмотки соединяются разноименными зажимами, к которым подключается обмотка реле. Из токораспределения, когда по первичной цепи проходят положительные токи IА, IВ, IС, находим, что ток в реле Ip равен геометрической разности токов двух фаз Iа и Ic.
При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ разность токов Iа – Ic в раз больше тока в фазе (Iа и Ic)
данная схема по сравнению со схемами полной и двухфазной звезды имеет худшую в раз чувствительность при КЗ между фазами АВ и ВС.
В случае двухфазного КЗ между фазами В и С за силовым трансформатором с соединением обмоток звезда – треугольник ток в реле Iр = Iа – Ic оказывается равным нулю, так как токи Iа и Ic равны по значению и совпадают по фазе.
Рассматриваемая схема может применяться только для РЗ от междуфазных КЗ в тех случаях, когда она обеспечивает необходимую чувствительность при двухфазных КЗ и когда не требуется ее действие при КЗ за трансформатором с соединением обмотки y/Δ.
Вопрос электрикам. Почему в ячейке КСО-285 для защиты энергосистемы устанавливают только 2 трансформатора тока ТПЛ-10?
А не 3 на каждую фазу. И как произойдет отключение если фаза без трансформатора тока упадет на землю или оборвется?
Если произойдет межфазное КЗ, то на одном с проводов будет трансформатор тока, и система сработает на отключение.
На как система узнает что оборвался провод без ТТ?
Голосование за лучший ответ
См. схему релейных защит. В случае к. з. обязательно почувствует один из ТТ. А в случае обрыва обязательно почувствует один из ТН. Также, сработают РТ и РН.
Бывает два, бывает три, в зависимости о схемы. На отходящих фидерах обычно два, тупо для экономии. Для защиты от однофазного замыкания на землю в таких ячейках эти ТТ вообще не используются, сигналами для ее действия служат: напряжение 3U0 от обмотки "разомкнутый треугольник" ТН, и ток 3I0, от кабельного трансформатора тока. А что касается обрыва провода, это уже совсем другая история, должен быть электронный блок защиты с введённой защитой "ЗОФ", то есть защитой от обрыва фазы.
Почему ставят два трансформатора тока
19.2.1 На подстанциях, в точках коммерческого учета должны
применяться трехфазные трехэлементные счетчики, которые должны
включаться в каждую фазу присоединения.
Явно недостаточно двух. Несимметрии тока бывают процентов по 50 и больше. Двух ТТ могло хватать при симметричных нагрузках и учёте класса 2.0
SVG>Явно недостаточно двух. Несимметрии тока бывают процентов по 50 и больше. Двух ТТ могло хватать при симметричных нагрузках и учёте класса 2.0
SVG>Факт из жизни. Небалансы на секции шин ПС постоянно плясали в диапазоне 10-15%. Выявили фидера с несимметричной нагрузкой, поставили по три ТТ. Небаланс стал не больше 1%. Разница очевидна.
Я порисовал векторные диаграммы для асиметричных режимов, получается, что несимметрия нагрузки не должна влиять на точность измерений.
При самой большой возможной несимметрии - нагрузка подключена на фазы только A и B, т.е. ток в фазе C равен 0 (фаза B соединена с нолевой клеммой счетчика). Учитывая, что в этом случае на нагрузке будет напряжение Uab=Ua-Ub=1,73Ua, т.е fi нужно отсчитывать от приложенного напряжения, мы получим мощность на двухэлементном счетчике:
на трехэлементном счетчике:
минусы в углах приняты если ток опережает напряжение, но это не имеет значения т.к. косинус.
Тригонометрией страдать неохота, но видно, что при одинаковом fi результат одинаковый.
Почему ставят два трансформатора тока
В таком случае можно действительно установить два ТТ тогда все возможные КЗ будут перекрыты, кроме того у Вас появляется дополнение: Предположим на линии А ОЗЗ на фазе А, а на линии В на фазе В, в таком случае отработает МТЗ только на линии А, а линия В останется в работе, при всех трёх ТТ, отключится и линия А и линия В.
Немного сумбурно, но надеюсь что где как то понятно.
Если у вас ресистивная нейтраль то можно взвесить другой подход.
LIK>И еще. В некоторых замысловатых случаях (особенно для линий с двусторонним питанием) применяют токовые защиты обратной последовательности. Или, например, задействована функция обрыва фаз, в которую входит ток обратной последовательности И тут уж точно нужна 3 релейная схема, иначе эта защита неправильно сработает (надеюсь, пояснений не требуется). Как в этом случае выполнять п.3.2.92 ПУЭ.
Советы электрика
Трансформатор тока- устройство и работа- видео!
Решил написать очередную статью о трансформаторах тока.
Ранее я уже объяснял что такое коэффициент трансформации ТТ , сейчас же в продолжении- объясню принцип действия ТТ и его устройство.
Речь буду вести о ТТ на 0,4кВ, то есть что применяются допустим в трехфазных щитах учета с пятиамперными счетчиками электроэнегрии.
Видео не редактировал и ничего не обрезал, дубль был один и единственный, поэтому местами может показаться немного затянутым, но- судить вам, дорогие друзья!
В видео вы узнаете: Как работает трансформатор тока? Что такое коэффициент трансформации? Вторичная обмотка трансформатора тока, как он устроен и основные рабочие характеристики.
Видео- в конце статьи!
Что такое трансформатор тока(далее-ТТ) и вообще- для чего он?
Само название говорит за себя- он трансформирует, то есть преобразует ток. По сути является источником тока. Естественно- переменного тока.
Причем работает только на понижение тока, повышающих ТТ просто не существует.
А зачем нам ток? Есть же понижающие трансформаторы напряжения, которые дают нам в дома 220 Вольт и мы пользуемся электроэнергией благополучно и вроде никакого больше тока нам не надо.
Нам- простым потребителям конечно ток в чистом виде не нужен, а вот различная автоматика, электроизмерительные приборы, релейная защита без него просто работать не будет.
Например если убрать ток с токовых катушек электросчетчика- он не будет считать киловатты, именно так некоторые останавливают счетчики.
Так вот, что бы измерять ток больших значений- 100, 200 и даже 1000 Ампер и предназначены ТТ.
Если без них- то амперметры пришлось бы делать размером с колесо легкового автомобиля а то и больше!
И вот такие шины или провода пришлось бы присоединять к амперметру для измерения большого тока если не применять ТТ!
А так- мы имеем щитовые приборы= амперметры, ваттметры, варметры совсем небольшого размера.
Это первое свойство ТТ- понижать ток до удобных для измерения значений.
На подстанциях и электростанциях то же применяются ТТ- и в сети 10кВ, и в 35 и так делее- 110,220,500 киловольт.
Тут уж без ТТ совсем не обойтись! Мало того что первичный ток большой, так еще и очень опасное высокое напряжение на проводах и никакой изоляцией от него не убережешься.
Я даже представить себе не могу как можно было бы измерить ток без ТТ например на подстанции 500 киловольт! Это же какой амперметр надо было бы соорудить?! С какой изоляцией!
Из этого вытекает второе свойство ТТ: изолирует приборы и людей от высокого напряжения.
Устроен ТТ очень просто: первичная обмотка большого сечения (иногда просто- алюминиевая шина); магнитопровод, состоящий из множества тонких пластин электротехнической стали;
вторичная обмотка- наматывается на магнитопровод.
Ну и собственно- сам корпус или основание. Вот и все устройство.
Магнитопровод набран из тонких листов для снижения воздействия вихревых токов внутри стали, возникающих при появлении магнитного поля.
Работает ТТ (как и все трансформаторы) благодаря явлению взаимоиндукции, это замечательное свойство есть только у переменного тока.
При прохождении тока по первичной обмотке в сердечнике магнитопровода образуется магнитный поток и он в свою очередь индуцирует во вторичной обмотке вторичный ток, который гораздо меньше по значению и прямо пропорционален изменению первичного.
То есть если ток в первичной обмотке изменился в два раза- во вторичной тоже в два. Если в три- во вторичной обмотке так же в три.
Небольшая погрешность конечно есть, например для ТТ у измерительных приборов в нормальном режиме различие тока между первичным и вторичным не более 0,5% (естественно с учетом коэффициента трансформации).
То есть ТТ имеют класс точности 0,5.
Важная деталь- ТТ работают в режиме короткого замыканя!
Вторичная обмотка у них либо закорочена перемычкой(если не используется) или подключена на нагрузку с очень низким сопротивлением, близким к нулю или по крайней мере несколько Ом.
Так же вторичная обмотка обязательно заземляется!
Один из выводов обмотки подключается к заземляющему устройству. Это делается для безопасности обслуживания вторичных токовых цепей.
А на ПС с высоким напряжением этим еще снимается статический заряд с токовых цепей.
Итак, что должен знать каждый электрик:
-Режим работы ТТ- режим короткого замыкания
-Токовые цепи вторичной обмотки ТТ должны быть заземлены
Назначение трансформатора тока и принцип его работы
Своевременная поверка и замена трансформатора тока, обязательные, так как от устройства зависит точность измерений при обслуживании особо мощных электроустановок, безопасность функционирования и взаимодействие с ними. Устройство понижает мощность до нужного уровня, давая возможность подключать измерительные приборы. Выбор трансформатора тока осуществляется под задачи (защита или измерение), конкретную мощность и особенности оборудования.
Понятие трансформатор тока, назначение
Под трансформаторами тока (ТТ) подразумевают аппараты статичного типа с электромагнитным принципом с обмотками (две или больше) на металлическом стержне (магнитопроводе) с выводами для подключения в сеть и к измерительным приборам.
Для чего применяют ТТ:
- подсоединения измерителей, РЗиА (защитных реле), которые не выдержали бы первоначальной нагрузки. Происходит изолирование подключаемого и работающего узла от чрезмерных мощностей обслуживаемого оснащения;
- расширение пределов измерений;
- понижения тока по мощности и создание защиты;
- контроль в цепях с высокими величинами, например, в сварочном аппарате, где ток достигает 150–250 А;
- в любых других случаях, когда надо понизить ток.
ТТ работают с переменными, в крайнем случае с пульсирующими напряжением — если подключить к постоянному, то на выходе потенциал будет нулевым. Иногда встречается название «трансформатор постоянного тока», это значит, что в нем используются специальные выпрямители.
Где используются
ТТ широко применяются при транспортировке электроэнергии на большие расстояния, для распределения между приемниками. Они отличаются тем, что предназначены для выпрямительных, стабилизирующих, сигнальных, усиливающих, контрольных узлов, на станциях и объектах, производящих электричество. Именно поэтому к их точности и подключению требования чрезвычайно высокие — даже ничтожные отклонения значимые.
Где чаще всего и зачем применяют:
- в промышленной, производственной энергетике, в релейных узлах подстанций, распределительных конструкциях, мощных электроустановках;
- для замеров и в приборах, осуществляющих данную функцию. Ставят в узлы учета (коммерческого, бытового);
- для контроля высоких величин, при подсоединении учетных устройств, электросчетчиков.
В чем разница между трансформаторами тока и напряжения
Если рассматривать вопрос, чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения, то это алгоритм действия, назначение и компоновка, но иногда внешне приборы могут быть схожими.
Первичка может быть с одним витком через окно магнитопровода. На другой катушке строго определенный номинал.
Наличие в ЭУ слабо и среднемощных ТТ обезопасит работы — элемент разделяет цепи высоких/низких мощностей, упрощает измерители, реле.
Устройства, например, способны осуществлять понижение с тысяч ампер до 5 А, 1 А.
Разновидности
Есть много видов ТТ, но в наиболее общем виде выбор трансформаторов тока учитывает, что изделия подразделяются на измерительные (ТТИ) и для защиты.
- защита или контроль (измерение);
- промежуточные — для замеров, выравнивания токов в АВДТ;
- лабораторные.
- для размещения снаружи (в ОРУ), или внутри (в ЗРУ);
- встраиваемые (в ЭУ, измерителях, коммутационных агрегатах);
- накладные;
- для переноски (для лабораторий, тестирования).
- с множеством витков (петлеобразные, восьмеркой);
- одновитковые.
- сухая: (фарфор, эпоксид, бэкелит);
- промасленное покрытие;
- компаунд.
Токовый трансформатор может выполняться с возможностью открывать его, устанавливать и запирать, без отключения, в онлайн режиме.
Защитные ТТ
Трансформаторы защитные обычно релейного типа, «следят», чтобы проводящий манипуляции, влезающий в электросети электростанции, не получил смертельный удар. Внутри электросистем, создающих, транспортирующих, распределяющих энергию, для корректной работы присутствуют опасные значения. Но любое оборудование требует проверки, починки, обслуживания, поэтому оставляют «окно» безопасности в виде ТТ для специалистов-ремонтников.
Измерительные ТТ
Задача измерительного трансформатора тока ТТИ — преобразовывать величины, создавая возможность подсоединять вольтметр, амперметр, другой измеритель, не боясь, что он перегорит от чрезмерной нагрузки. При этом получают максимально точные, достоверные данные измерений. Другими словами, ТТ изолирует подключаемый девайс, не только для замеров, но и любой другой по потребности, от высоких мощностей.
Устройство и принцип работы
В основе работы — электромагнитная индукция. Аппарат разделяет высоковольтные токонесущие части и трансформирует величины энергии до безопасных или требуемых.
Суть работы ТТ. Если через первичку идет переменный определенной силы ток, то вторичная катушка, будучи с постоянной активной нагрузкой, например (резистор или обслуживаемая ЭУ), создает на них падение напряжения пропорционально току первички (зависимо от коэффициента трансформации) и сопротивлению. Напряжение уменьшается в максимально возможном диапазоне, возможности понижения почти бесконечные.
Устройство, схема трансформатора тока:
- две (реже больше) обмотки на магнитопроводе из электростали:
- первичная (включаемая в сеть). Это любая токопроводящая жила;
- вторичная (от нее энергия подается к приемнику). Одиночная или групповая снабжается несколькими выводами для защитных цепей, приборов измерения и контроля;
- выводы, клеммы.
Первичные витки подсоединяются последовательным методом, поэтому там полная нагрузка, вторичная же замыкается на нее (реле защиты, счетчики), пропуская ток пропорциональный величине на первой. Сопротивление измерителей малое и считается, что все трансформаторы тока функционируют в состоянии КЗ.
Есть несколько вариантов вторичных обмоток, обычно они создаются для подсоединения защитных приспособлений и для приборов контрольных, учетных. К катушкам обязательно должна подключаться нагрузка со строго регламентированным сопротивлением — даже ничтожные отклонения приводит к критическим погрешностям замеров, не селективности РЗ.
Работа ТТ поэтапно на примере схемы
Трансформатор тока как устроен, принцип работы поэтапно:
- Через первичную цепь (кол. витков W1) идет ток I1, преодолевается ее полное сопротивление Z1.
- Вокруг катушки образуется магнитное направленное поле Ф1, улавливаемое стержнем стоящим перпендикулярно к вектору (I1) данной величины. Ориентация деталей делает потери энергии почти нулевыми.
- Пересекающий перпендикулярные по отношению к нему витки W2 поток Ф1 создает там движущую силу Е2.
- Из-за последней во вторичной катушке (Z2) появляется ток I2, преодолевающий сопротивление (ее и подсоединенной нагрузки Zн).
- На клеммах витков вторичной катушки возникает понижение напряжения U2. Одно магнитное поле Ф2 от вторичных витков I2 понижает другое Ф1 в стержне. Возникший в нем трансформаторный поток Фт определяют суммой векторов (Ф1 и 2).
Принцип работы, отличия трансформатора напряжения основываются на электромагнитных явлениях, как и в токовых. Но разница в количестве витков обмоток и назначении. Важно учесть цели, на которые конструкция рассчитана, трансформаторы напряжения обслуживают потребителей, поэтому «заточены» на трансформацию питания для электроприборов, ТТ — для защитных и измерительных устройств, а также они используются при осуществлении контроля и работают в режиме КЗ.
Важность коэффициента трансформации, класса точности, погрешности
Коэффициент трансформации (КТ) — определяет пропорциональность преобразования, задается при проектировании ТТ, при выпуске обязательно проверяется. На схеме это К1, определяемый соотношением l1/l2 (двумя векторами).
Эффективность коэффициентов собранных изделий отображает класс точности. При реальном функционировании токовые величины не постоянные, поэтому коэффициент обозначают номинальным. Пример: 1000/5 — при 1 кА рабочего тока (первичного) во вторичной цепи действует нагрузка 5 А. Именно по описанным значениям и проводится расчет продолжительность эксплуатации этого трансформаторного тока.
Погрешность ТТ влияет на класс его точности и определяется сечением, уровнем проницаемости материала магнитопровода, величинами магнитного пути.
Возрастание сопротивления нагрузки во вторичной цепи, превышающее возможности ТТ (при этом там генерируется повышенное напряжение), провоцирует пробой изоляции — трансформатор выходит из строя, перегорает. Поэтому важно правильно подбирать данный параметр. Предельное сопротивление есть в справочных материалах.
Монтаж, подключение, опасные факторы
При пробое изоляции обмоток возникает возможность поражения током, но риск предотвращается заземлением вывода (обозначается на корпусе) вторички.
На выводы вторичной катушки И1 и И2 токи полярные, они обязательно постоянно подсоединены на нагрузку. Идущая по первичной цепи энергия со значительным потенциалом (S=UI). В другой происходит трансформация, и при обрыве в ней там падает напряжение. Потенциал разомкнутых концов при протекании энергии большой, что представляет значительную опасность.
По описанным выше причинам все вторичные цепи ТТ собирают особо тщательно и надежно, на них и кернах, выведенных из функционирования, всегда ставят шунтирующие закоротки.
Как подключается ТТ
Есть несколько схем для изделий защитного типа. Рассмотрим подключение ТТ на трехфазное напряжение.
- самая распространенная, защита одно- и многофазных систем от КЗ;
- три ТТ соединяются в звезду.
Если ток ниже настроек на реле КА1–КА3, то это нормальная ситуация, защита не активируется. Ток на К0 — это сумма всех 3 фаз. При возрастании величин в одной из них растет ток и в ТТ. Произойдет сработка реле при КЗ и при превышении нагрузок.
- защита от межфазных замыканий для создания цепей с нейтралью с заземлением;
- для маломощных приемников с другими вариантами защиты.
Схема «треугольник и звезда» — для дифференциальной защиты.
Схема без обесточивания при КЗ на землю используется, но редко по этой же причине. Для защиты от замыканий между фазами и всплесков в одной из них.
ТТИ подсоединяются простым последовательным подключением первичных витков изделия.
Монтаж
Монтаж трансформаторов тока:
- Ревизия устройства, проверка изоляции (должно быть выше 1 кОм на 1 В);
- Отключают ЭУ;
- Убедится в обесточивании, зафиксировать заземления.
- Разметка, установка креплений. Запрещено размещать трансформатор вплотную к ЭУ (минимальный зазор — 10 см).
- Выставляются таблички, ограждения.
- Первичные витки подсоединяются последовательно, но с нагрузкой на вторичных. Если нет возможности подключить измеритель, то ее контакты замыкают, чтобы не было высоких мощностей на ней, которые приведут его повреждению.
ТТ не допускает холостого функционирования, его режим близок к КЗ: вторичные витки при подключении прибора к измеряемому току обязательно замыкаются. Иначе происходит перегревание, повреждающее изоляцию. Перед отсоединением измерителей сначала закорачивают катушки. У некоторых моделей для этого есть узлы клеммы, перемычки.
Расчет
Расчет трансформатора тока можно провести по онлайн-калькуляторам, подобрать по номиналу (например, для 10 кВ). Но это слишком упрощенные инструменты. Исчисления и параметры для выбора — чрезвычайно обширная тема, поэтому опишем основы.
Точность чрезвычайно важная, поэтому потребуются тщательные исчисления специалистами. Необходимо знать множество специфических нюансов, например:
- при разных схемах подсоединения, видах КЗ, есть разные формулы определения сопротивления;
- проверяют первичный ток на термо- и электродинамическую стойкость;
- есть свои нюансы для ТТ, для релейной защиты и для учетных целей, измерений.
Правила, как выбрать трансформатор тока в общих чертах:
- номинальное рабочее напряжение ТТ должно превышать или сравниваться с номиналом ЭУ (стандартные значения 0.66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750 кВ). Если обслуживаемое оборудование имеет 10 кВ, то изделие должно быть рассчитано на этот показатель;
- первичный ток ТТ — больше номинального тока у ЭУ, но учитывая перегрузочную способность;
- оценивают ТТ по номинальной мощности вторичной нагрузки, которая должны превышать расчетное ее значение. (Sном>=Sнагр);
- оценивают размеры и расположение для установки, номинальные нагрузки (есть таблица), наработка до отказа, срок службы, класс точности.
Проверка после расчета
- после расчета ТТ проверяют по загрузке при макс. и мин. значениях, протекающих через него нагрузок;
- по п. 1.5. 17 ПУЭ при макс. подключенной нагрузке ток во вторичной катушке — не менее 40 % номинала счетчика, при мин. — не менее 5 %;
- макс. загрузка должна быть от 40 %, а мин. — от 5 %, и в любом случае она не должна превышать 100 %, иначе возникнет перегрузка трансформатора;
- если рассчитанные величины макс./мин. загрузок меньше 40 % и 5 % соответственно, то надо подбирать изделие с меньшим номиналом, а если этого нельзя сделать по параметрам макс. нагрузки, надо предусмотреть монтаж двух счетчиков — для макс. и мин. нагрузки.
Самостоятельная сборка ТТ
Создание ТТ своими руками — отдельная тема, так как для процедуры потребуются широкое описание расчетов с формулами, но упрощенно процесс выглядит как наматывание рассчитанного количества витков медной проволоки на стержень (железо, сталь).
В основе лежит известный принцип. Токи на первичке и вторичке обозначают соотношением. Например, 100/5: величина на первой в 20 раз превышает таковую на второй, то есть, когда на ней есть 100 А, то на другой будет 5 А. Изделие 500/5 понижает 500 А до 5 А (на вторичных витках). Указанные величины зависят от соотношения количества витков.
Поверка
Поверка измерительных трансформаторов, трансформаторов напряжения, поверки трансформаторов тока всех возможных видов не имеют одного фиксированного срока. Разные типы и модели имеют свою периодичность поверочных мер.
Межповерочный интервал находится в диапазоне 4–16 лет. Например (модель — срок в годах):
- ТТИ-А — 5;
- ТОП — 8;
- ТШП — 16;
- ТОЛ-10 — 8;
- ТПЛ-10 — 8.
Узнать сроки можно из таких источников:
Поверки нужны для допуска к эксплуатации, мероприятие осуществляют специальные аккредитованные и лицензированные учреждения, лаборатории, структуры энергетических компаний. Исполнитель должен иметь соответствующее свидетельство. После мероприятия его проведение и состояние изделия подтверждается поверительным клеймом, пломбой, отметкой в паспорте, протоколом.
Основная цель поверки — определить погрешность. По непригодным изделиям гасят клеймо, вносят запись в паспорт, выдают извещение о непригодности, аннулируют предыдущие свидетельства.
При тестировании используют несколько методик и приборов (мегаомметры, вольтметры, амперметры, приборы сравнения токов). Подробно процедура прописана в ГОСТе 8.217-2003.
Где купить
Чтобы максимально быстро приобрести трансформатор, можно посетить ближайший специализированный магазин. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:
Назначение и применение трансформаторов тока
Июль 24th, 2012 Рубрика: Трансформаторы тока, Электрооборудование
Мы уже с Вами много говорили про трансформаторы тока (ТТ) и сегодня я решил открыть новый раздел на сайте, посвященный полностью этой теме.
Чтобы начать изучать данный раздел, необходимо точно понимать их смысл и назначение.
Вторым назначением трансформаторов тока является отделение низковольтных приборов учета и реле, подключенных ко вторичной обмотке, от первичного высокого напряжения сети. Этим обеспечивается электробезопасность оперативного и ремонтного персонала электрослужбы.
Трансформаторы тока нашли широкое применение в цепях релейной защиты. С помощью трансформаторов тока получают питание токовые цепи защиты. В случае повреждений или ненормальных режимов работы электрооборудования от ТТ зависит правильное и надежное срабатывание устройств релейной защиты.
Также трансформаторы тока применяются для питания цепей измерения и учета электроэнергии.
Пример 1
В первом примере я покажу Вам как выполнен учет электроэнергии на мощном потребителе с током нагрузки примерно 400 (А). Соответственно, при таком большом токе нагрузки подключать электросчетчик и другие приборы учета (амперметр) прямым включением в сеть НЕ ДОПУСТИМО. Они сгорят и выйдут из строя. Поэтому в этом случае необходимо применить ТТ с коэффициентом трансформации 400/5 или еще больше.
А ко вторичным обмоткам ТТ подключен трехфазный счетчик электрической энергии САЗУ-ИТ и щитовой амперметр Э378.
Трехфазный индукционный счетчик САЗУ-ИТ.
Вторичные провода выполняются медным проводом сечением 2,5 кв.мм. В начале вторичные провода с трансформаторов тока идут на промежуточный клеммник, а с него уже на приборы учета. На этот же клеммник подключаются цепи напряжения.
Про все действующие схемы подключения счетчика через трансформаторы тока я уже Вам рассказывал и на этом останавливаться сейчас не буду. Вот знакомьтесь:
В этом случае первичные обмотки трансформаторов тока подключены последовательно во всех фазах. Вторичные обмотки соединяются проводами с электросчетчиком через испытательную переходную коробку (КИП).
Пример 2
Аналогично можно сказать и про цепи релейной защиты.
Во втором примере я покажу Вам как выполняется релейная защита на потребителе напряжением 10 (кВ), с током нагрузки примерно 1000 (А). Соответственно, при таком большом токе нагрузки и высоком напряжении сети, подключать реле прямым включением в сеть НЕ ДОПУСТИМО.
В этом случае нам необходимо применить высоковольтные трансформаторы тока ТПЛ-10 с коэффициентом трансформации 1000/5 (для питания обмоток токовых реле) и измерительные трансформаторы напряжения, например, НТМИ-10, с коэффициентом 10000/100 (для питания обмоток реле напряжения и электросчетчиков).
В релейном отсеке ячейки КРУ установлены токовые реле защиты на базе РТ-40.
На двери релейного отсека размещены трехфазный счетчик СЭТ-4ТМ.03М.01 и щитовой амперметр Э30.
С помощью ТТ возможно установить приборы учета и реле, подключенные ко вторичным цепям, на значительные расстояния от контролируемых и измеряемых участков сети.
Например, амперметры всех потребителей подстанции, могут быть установлены в удобном и отапливаемом помещении (щитовой или пульте учета) для контроля их нагрузки.
Ниже я представляю Вашему вниманию список статей на тему ТТ (список будет пополняться по мере написания статей):
Схемы соединений трансформаторов тока, виды схем, параллельное и последовательное
Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до 100 А. Использование приборов с большими токами затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели используются трансформаторы тока (ТТ).
Чаще всего величина вторичного тока равна 5 А, иногда применяются ТТ со вторичным током 1 А. Для измерения же напряжения в высоковольтных сетях используется подключение через трансформатор напряжения, который понижает напряжение до 100 или 57.7 вольт.
Это позволяет скомпенсировать сдвиг фаз вторичных токов, что уменьшит ток небаланса. В трёхфазных сетях без нулевого провода обычно трансформаторы тока подключаются только на две ведущие линии, поскольку измерив ток в двух фазах, можно легко рассчитать величину тока в третьей фазе.
Если сеть имеет глухозаземлённую нейтраль (как правило, сети 110 кВ и выше), то обязательно подключение ТТ ко всем трём фазам. Соединение обмоток реле и трансформаторов тока в полную звезду. Эта схема соединения трансформаторов представлена в виде векторных диаграмм, которые иллюстрируют работу трансформатора на рис. 2.4.1 и на схемах 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4.
Если трансформатор работает в нормальном режиме, или если он симметричный, то будет проходить ток небаланса или небольшой ток, который появляется из–за разных погрешностей трансформаторов тока.
Представленная выше схема применяется против всех видов КЗ (междуфазных и однофазных) во время включения защиты.
Трехфазное КЗ
Двухфазное КЗ
Однофазное КЗ
Отношение Iр/Iф (ток в реле)/ (ток в фазе) называется коэффициентом схемы, его можно определить для всех схем соединения. Для данной схемы коэффициент схемы kсх будет равен 1.
На рис. 2.4.5 предоставлена схема соединения обмоток реле и трансформаторов тока в неполную звезду, а на рис. 2.4.6, 2.4.7. ее векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.
КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты.
Схему неполной звезды можно применять только в сетях с нулевыми изолированными точками при kсх=1 с целью защиты от КЗ междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи КЗ однофазного.
На рис. 2.4.8. можно изучить схему соединения в звезду и треугольник обмоток реле и трансформаторов соответственно.
Во время симметричных нагрузок в реле и в период возникновения трехфазного КЗ может проходить линейный ток, сдвинутый на 30* по фазе относительно тока фазы и в разы больше его.
Особенности схемы этого соединения:
- при разных всевозможных видах КЗ проходят токи в реле, при этом защита которая построена по такой схеме, будет реагировать на все виды КЗ; в реле относится к фазному току в зависимости от вида КЗ; нулевой последовательности, который не имеет путь через обмотки реле для замыкания, не может выйти за границы треугольника трансформаторов тока.
Выше приведенная схема применяется чаще всего для дистанционной или во время дифференциальной защиты трансформаторов.
Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз.
На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.
Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду
Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.
Двухфазное КЗ Двухфазно КЗ АВ или ВС
При разных видах КЗ, ток в реле и его чувствительность будут разными. Ток в реле будет равен нулю во время однофазного КЗ фазы В. Эту схему можно применять, тогда, когда не требуется действий трансформатора для защиты от разных междуфазных КЗ с соединением обмоток Y/* – 11 группа, и когда эта защита обеспечивает необходимую чувствительность.
Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности
На рис. 2.4.12. можно изучить схему соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности. Только во время однофазных или двуфазных КЗ на землю появляется ток в реле. Эту схему можно применять во время защиты от КЗ на землю. КЗ IN=0 при двухфазных и трехфазных нагрузках. Но часто ток небаланса Iнб появляется из–за погрешности трансформаторов тока в реле.
Последовательное соединение трансформаторов тока
На рис. 2.4.13. представлена схема последовательного соединения трансформаторов тока. Подключенная к трансформаторам тока, нагрузка, распределяется поровну. Напряжение, которое приходится на любой трансформатор тока и на вторичный ток остается неизменным.
Читайте также: