Подключение трансформаторов тока 110кв

Обновлено: 19.04.2024

1 . ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Технологиче с кая карта пр е дназ н ачена д л я и с пользован и я при монтаже трансформаторов тока серии Т Ф З М напряжением 11 0 - 2 20 и 500 к В (ри с. 1 - 4) и серии Т Ф Р М напряжением 330 - 750 кВ (ри с . 5 - 6) на открытых распределительных устройствах, при составлении проектов органи з ации строительства ( П ОС) и проектов производ с тва э лектромонтажных работ ( ППЭ Р ).

Трансформаторы тока серий Т ФЗМ и ТФРМ (однофазны е, э лектромагнитные, масляны е, наружной уста н овки, опорного типа) предназначены д л я передачи сигнала информации измерительным приборам, устройства м защиты и управления в установках переменного тока.

Трансформаторы тока (в дальнейшем именуемые «трансформаторы » ) Т Ф З М 500 Б и ТФРМ 75 0 А выполняют с я в виде двух ступеней (нижней и верхней ), остальные - одноступенчатые. Трансформаторы 220 - 750 кВ имеют экран на расширител е, а двух с тупенчатые трансформаторы, кром е э того, еще дополнительный экран, з а крывающий стык ступеней.

Технологическая карта содержит указания по органи з ац и и и технолог ии монтажа, перечень механизмов, инструментов, сведения о затратах материалов, калькуляции трудовых затрат и графики производства работ.

В карте принято, что работы, связанные с монтажом трансформаторов, производятся непосредственно на монтажной площадке, у места их у с тановк и.

Все расчетные показатели в карте приведены для монтажа одной группы (трех фаз) тран с форматоров.

Трудозатраты на наладочные работы графиками монтажа и ка л ь ку ля ци ям и не учтены.

Технологическая карта разработана в с оответств и и с « Методическими указаниями по разработке типовых технологических карт в строительстве ». М ., ЦНИ И ОМТ П Го с строя СССР, 1 987.

Ри с. 1 . Трансформатор тока ТФ З М 11 0 Б:

1 - о п орная конструкция; 2 - ящик з ажимов; 3 - вывод первичной обмотки; 4 - воз ду хоосу ши т ель ; 5 - м а сл о ук азат ель ; 6 - коробка вторичны х в ы водов; 7 - цокол ь; 8 - покрышка

Ри с. 2 . Трансфор м атор тока Т Ф З М 1 50 Б:

1 - опорная конструкция; 2 - ящик зажимов; 3 - вывод первичной обмотки; 4 - воз ду хоосу ши те ль ; 5 - м а с лоу к азате ль ; 6 - коробка вторичных выводов ; 7 - цокол ь; 8 - покрышк а

Рис. 3 . Трансфор м атор тока ТФЗМ 220 Б:

1 - опорная кон с трукция; 2 - ящ ик з ажимов; 3 - вывод перв и чной обмотки; 4 - воз ду хо о су ши т ель ; 5 - ма сл оу ка зате ль ; 6 - коробка втор и чных выводов; 7 - цоко л ь; 8 - покрышка; 9 - экр ан

Ри с. 4 . Трансформатор тока ТФЗМ 500 Б:

1 - опорная конструкция; 2 - ящик зажимов; 3 - в о з ду хоосу ши т ель ; 4 - маслоу к азат ель; 5 - коробка вторичных выводов; 6 - цоколь; 7 - покрышка; 8 - экра н; 9 - вывод первичной обмотки

Ри с. 5 . Трансформатор тока Т Ф Р М 330 Б ( ТФРМ 500 Б ):

1 - опорная конструкция; 2 - ящик зажимов; 3 - воз ду хоосуш ит ел ь ; 4 - м а сл оуказате ль ; 5 - коробка вторичных выводов; 6 - цоколь; 7 - покрышка; 8 - э кран; 9 - вывод первичной о б мотки

Ри с. 6 . Трансформатор тока ТФРМ 750 А:

1 - опорная конструкц и я; 2 - ящик зажимов; 3 - воз ду хоо суши т ель; 4 - маслоуказатель; 5 - коробка вторичных выводов; 6 - цоколь; 7 - покрышка; 8 - экран; 9 - вывод первичной обмотки

2 . ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

2. 1 . 1 . К началу монтажны х работ до л жны быть выполнены:

подъе з ды к ме с ту установки трансфор м аторов и планировка прилегающей к ним территории;

опоры под тран с форматоры;

временная силовая сеть 380/22 0 В;

мо лни еза щ ита ОРУ и за з емляющее устройство.

2. 1 .2 . Трансформаторы поставляются заполненными маслом в индивидуальной упаковке, двух с тупенчатые - отдельными сту п еням и. Трансформаторы сери и ТФЗ М транспортируются в вертикальном положении: 110 и 1 50 к В в д ревес н о- к ар т о нны х ящика х , 220 - 5 00 к В - в металличе с кой транспортной возвратной тар е. Трансформаторы Т Ф Р М 330 - 750 кВ тран с пор тируют ся в гор и зонтальном положении в металлической транспортно й возвратной тар е. При транспортировании трансформаторов и погр у зочно-разгр уз оч ны х работах с ледует руковод с твоваться указаниями маркировочных знаков на таре и соблюдать меры предо с торожност и, исключающие возможность поврежден и я трансформаторов и их составных частей. О тклонение трансформаторов с ерии ТФЗ М от вертикального положения п ри этом более чем на 1 5 град. не допускается.

При под ъ еме трансформаторов необходимо, чтобы стропы образовывали с горизонтальной п лоскостью упаковки угол не менее 45 град.

2. 1 .3 . При получении трансформаторов необходимо проверить нал и ч и е полного комплекта поставки, количество мест, состояние у п а к ов ки .

2. 1 .4 . До монтажа трансформаторы до лжны хранить с я в заводской упаковк е: трансформаторы серии Т Ф З М - в вертикальном положении, а серии Т ФРМ - в горизонтальном положении под навесами, в помещениях или на открытых площадка х. Пр и хранении на открытых площадках нео б хо ди мо принять меры для и сключения попадания воды на вторичные выводы трансф о рматоров.

2. 1. 5 . При монтаже трансформаторов необходимо руководствоватьс я документацией, приведенной в пр ил . 1 .

2.2 . Подго т ов и тельные работы

2.2. 1 . Производится приемка от строителей опорных конструкций под трансформаторы. Пр и емка оформляетс я акто м, подписанным представ и те л ям и заказчика, с троительной и электромонтажной организаций.

2.2.2 . Уточняется рабочий график производства работ в соответствии с технологической картой. Электромонтажники знакомятся с технической документацией, объемом и пр и нятой организацией работ. Бригада инструктируется по технике безопасно с т и ответ с твенн ым руководителем рабо т.

2.2.3 . Подготавливается деревянный настил для установки трансформаторов.

2.2.4 . Доставляются на площадку монтажные механизмы, оборудование и устанавливаются в соответствия с планами размещения оборудования (ри с. 7 - 13 ).

2.3 . Монтаж трансфо р маторов

2.3. 1 . Транс фо рматоры распаковывают, расконсервируют узлы и дета л и и тщательно протирают, удаляя пы л ь, грязь и поверхно с тную влаг у с помощью ветоши, бензина-растворителя и бяз и. П ри обнаружении коррозии контактные поверхности зачищают.

2.3.2 . Убеждаются путем наружного осмотра в отсутствии повреждений фарфоровых покр ыш ек, фарфоровых втулок на первичных выводах, воз ду хоосу ши телей, указателей уровня масла, пломб предприятия - изготовителя. Неисправности устраняют в соответствии с заводской документацие й.

Проверяют уплотнения трансформаторов визуально и выясняют, не просачивается ли масло между цоколем и покрышкой, между покрышкой и маслорас ши р и телем, во вторичных выводах, в местах с оединения деталей ма сл о у казате л я и в местах уплотнения выводов переключат е ля первичной обмотк и. В местах просачивания масла постепенно подтягивают соответствующие болты по всему периметру не более, чем на 1 /6 оборота за один прием. Подтягивание только одного болта (гайки) не допускается из-за возможности поломки фарфоровой покрышки.

Если просачивание масла через уплотнения подтягива н ием соответствующих болтов остановить не удается, необходимо вызвать представителя завода-изготовителя для составления рекламационного акта и устранения дефекта или решения вопроса об отправке трансформатора на завод.

2.3.3 . Проверяют уровень масла по ма сл оуказате лю , состояние с ил ика г е л я- индик атора воз ду хоосу ши теля и уровень масла в масляном затворе воздухоосушителя. В случае понижения уровня масла устанавливают и устраняют причину его снижения и доливают сухое масло в трансформатор и воз ду хоосу ши те л ь. При доливке масла принимают меры, ис ключающие во з мож н ость попадания в масло грязи, влаги и посторо н н и х предметов. При покра с нении сил ик а г е ля-и ндикатора его необходимо заменить.

Схема монта ж а трансформаторов с ерии ТФЗМ приведена на ри с. 14.

Ри с. 7 . П лан размещения о борудования и м ехани з мов п р и монтаже трансформатора тока ТФЗМ 11 0 Б:

1 - опорная конструкция; 2 - настил из досок; 3 - трансформатор

Р ис. 8 . П л ан размещения оборудован и я и ме х ан и змов при монтаже трансформатора тока ТФЗ М 1 5 0 Б :

1 - опорная конструкция; 2 - настил из досок; 3 - трансфо рм ат о р

Ри с. 9 . План ра з мещения оборудован и я и ме х ан и зм о в пр и м онтаже трансформатор а тока ТФЗ М 2 2 0 Б:

1 - опорная конструкция; 2 - настил из до с ок; 3 - трансформатор; 4 - э кр а н

Ри с. 1 0 . План размещения оборудования и механизмов при монтаже трансф о рматора тока ТФ З М 500 Б:

1 - опорная конструкция; 2 - настил из дос ок; 3 - трансформатор (нижняя ступе н ь); 4 - транс ф орматор (верхняя с ту пе нь); 5 - экран

Ри с. 1 1 . План размещения обо р удования и механ из мов при мо н таже трансформаторов тока Т Ф Р М 330 Б:

1 - опорная конструкция; 2 - настил из до с ок; 3 - трансформатор; 4 - экран

Рис. 1 2 . План размещения обор у дования и механизмов при монтаже тран с форматоров тока ТФР М 500 Б:

1 - опорн а я конструкция; 2 - настил из досок; 3 - трансформатор; 4 - э к ра н

П римечани е. На стреле длиной 9 м осуществляется перевод трансформатора в таре в вертикальное положение.

Ри с. 13 . План размещения оборудования и механизмов пр и монтаже трансформаторов тока ТФРМ 750 А:

1 - опорная конструкци я; 2 - наст и л из досок; 3 - трансформатор (ни ж няя с туп ен ь) ; 4 - тра н сформат о р ( верхняя сту пен ь ); 5 - э кр ан

Рис. 1 4 . Монтаж трансформаторов тока:

1 - опорная кон с трукция; 2 - тран с фо р матор; 3 - канат капроновый КК 3577 к те кс ПВ ; 4 - с троп 4С К1 - 1,0 /Р т1 - 1, 0 /0-0, 5 /К-0, 4 / 3 000; 5 - строп 4С К1- 2,0 /Рт1-2 ,0 / 0 -1 ,0 /К-0,8 /4000; 6 - стр оп 4СК1 -3 , 2 / Р т1- 3 ,2/ 0 -2 ,0/ К - 1,2 5/5 000 ; 7 - стро п 4СК 1- 5,0/Р т1- 5,0 / 0-2,5 /К -2,0/6 500; 8 - строп 4СК1 - 10 ,0/Р т1 - 10 ,0 /Рт1 -10 /0- 5,0 / К - 4,0/ 8000 ; 9 - строп 4 СК1- 6,3/Рт 1- 6,3/0 - 3,2 /К - 2 ,5/6 000

2.3.4 . ТФЗМ 11 0 Б:

производят отбор и анализ пробы масла из трансформатора. Отбор пробы осуще с твляют через масловыпускной патрубок цоколя при температуре масла не н и же плюс 1 0 °С.

При значении п робивного напряжения масла н и же минимально допустимых значе н ий масло необходимо заменить. При положительных рез у льтатах анализа пробы продолжают монтаж трансформатора:

сек ц ии перв и чной обмотки соеди н яют на п редприятии - изготов и теле для использования на наибольший ток (параллельное соединение ). При н еобходимости использования трансформатора на меньш и е токи производят пересоединение секции с помощью наружных или внутренних перемычек (смешанное или последовательное соединение);

с тропят ( с троп 4 С К 1 - 1 ,0 / Р т1 - 1,0 /0 - 0 ,5/ К -0,4 /3000 ), поднимают и устанавливают трансформатор на опорную констр у кцию, выверяют с установкой, при необходимости, прокладок и закрепляют болтам и.

2.3.5 . ТФ З М 1 50 Б:

выполняют работы по п. 2.3.4. настоящей Технологической карты (строп 4 СК1 -2,0 / Рт 1 -2,0 / 0- 1 ,0 / К -0,8 /4000 ).

2.3.6 . ТФЗМ 220 Б:

устанавливают и закрепляют экран на расширителе;

выполняют работы по п. 2.3.4 настоящей Технологической карты (строп 4 СК1-3,2/ Р т1-3,2/ 0-2,0 / К- 1,2 5/500 0).

2.3.7 . ТФЗМ 500 Б:

производят отбор и анализ пробы масла из нижней и верхней ступеней трансформатора в соответствии с п. 2.3.4 настоящей Технологической карты;

у трансф о рматора с несколькими коэффициентами трансформации, при необходимости, производят переключен и е секций первичной обмотки.

Монтаж нижней ступени:

сливают масло из транспортного расширителя и снимают его;

закрывают патрубок на цоколе, слу ж ащий для соединения с тра н спор т н ым расширителем, с помощью заглушки и резиновой прокладки, предварительно снятых с патрубка маслопровода, сое ди ня ющ его внутренние полости нижней и верхней ступеней;

проверя ю т н адежность с оед и нен и я вывода первичной обмотки 5 U 2 с болтом заз е млен и я н а цоколе ;

стропят (строп 4С К 1- 3,2 / Р т1- 3,2 / 0-2,0 /К - 1,2 5/500 0), подн им ают и у с танавливают н и жню ю ступень на опорную к он с трукц и ю, выверяют c установкой, пр и н еобходимост и, прок л адок и закрепляют болтам и.

Монтаж верхней ступен и :

вместо заглушки на крышке рас ш ирителя устанавливают второ й во зду хоосу ши те ль , с нятый с транспортного расширителя н и жней с туп е ни;

убе ж даются, что кран, ра с положе н ный на цоколе, закрыт и сн и маю т с него заглушку;

проверяют надежность соединен и я вывода вторичной обмотки 6 U 2 с болтом заземления на цоколе;

устанавливают и закрепляют на ра сши рите ле экра н ;

с тропят (строп 4СК1- 3,2 / Рт 1- 3,2 / 0-2,0/ К - 1,2 5/5000 ), поднимают и устанавливают верхнюю ступень на нижнюю, выверяют с установкой, при необходимости, прокладок и закрепляют болтам и;

с оединяют масло п роводом патрубки верхней и ниж н ей ступеней;

открывают кран между верхней и нижней ступенями и проверя ю т уровень масла по ма сл оу к азател ю . П ри необходимости доливают масло и устраняют неисправно с ти в соответствии с заводской ин с трукцией;

ус танавливают перемычки, с оединяющие выводы верхней и нижней ступеней;

устанавливают разрядник типа Р ВО- 3 на пластину верхнего цоколя нижней ступени при помощи хомута и соединяют его перемычками с выводом вторичной обмотки 6 U 1 и бобыш к ой на верхнем цоколе н и ж н ей с тупени;

у с танавливают экран, закрывающий стык ступеней (на время транспортирования он надет на покрышку нижней ступени ).

2.3.8 . Аналогично собирают о с тальные две фазы трансформаторов 1 10 - 5 00 кВ .

2.3.9 . Для оценки техниче с кого состояния трансформатора проводя т:

а) испытания уплотнений на герметичность, для чего:

обертывают стекла ма сл оу к азателей тканью для защиты от возможного разрушения;

демонтируют воз ду хоосу ши тел ь , присоединяют на его место штуцер с резиновой прокладкой;

к штуцеру при с оединяют манометр и шланг для подачи ма с ла;

места уплотнений, не контактирующих с маслом, сма з ывают м ыльным раствором;

в течен и е 5 мин производят подачу ма с ла давлен и ем (5±0,5)· 1 0 4 Па.

по с ле с нятия давления производят осмотр мест уплот н ения;

обнаруженные нарушения устраняют в соответствии с завод с кой до ку мента ци ей (вы п олняет заказчик);

б) и з мерение тока намагн и чивания в контрольной точке, сопротивления и танген са угла диэлектрических потерь главной изоляции, сопротивления между выводами 5 U 1 - 5 U 2 верхним цоколем нижней сту п ени каскадных трансформаторов (выполняет группа наладки).

Схема монтажа трансформаторов серии ТФРМ приведена на ри с . 14.

Запрещает с я вскрывать трансформат о ры и отбирать пробы масла.

Монтаж следует вести с участием шеф-инженера предприятия-изготовителя.

2.3. 10 . Т Ф Р М 330 Б, ТФРМ 500 Б:

снимают с трансформатора воз ду хоосу ши тел ь , стропят (строп 2 СК - 1 2,5 / Р т1 - 1 2,5 / К- 1 0/2 0 00) и переводят трансформатор в таре в вертикальное положение;

снимают заглушку с фланца на крышке трансформатора и на фланец устанавливают воз ду хоосу ши те ль , а заглушку устанавливают на место воз ду хоосу ши теля;

выполняют работы по пп . 2.3.1 - 2.3.3 (настоящей Технологической карты );

измеряют сопротивление изоляции вторичных обмоток относительно одна другой и цоколя, а также сопротивление изоляции нулевой обкладки относительно цоколя; измеряют тангенс угла диэлектрических потерь и емко с ть трансформатора.

При положительных результатах измерений продолжают монтаж тра нс ф о рматора, при отрицательных - данные сообщают предприятию -и зготовителю для принятия решения о возможности дальнейшего монтажа и ввода в эксплуатацию трансформатора;

секции первичной обмотки соединяют на предприятии-изготовителе для использования на наибольший ток (параллельное соединение ). При необходимости использования трансформатора на меньшие токи, производят пересо един е ни е секций при помощи шин наружного переключателя (последовательное соединение ); снимают болты крепления перемычки к ма сл ора сши рител ю ;

устанавливают на ма сл орас ши рител ь трансформатора экран;

стропят (строп 4С К1 -5,0/Рт 1- 5,0/0-2,5/ К -2,0 / 65 00 - для ТФРМ 330 Б; строп 4С К1- 1 0,0 / Р т1 - 1 0 ,0 /0- 5, 0 /К- 4,0/8000 - для ТФРМ 500 Б ), поднимают и устанавливают трансформатор на опорную конструкцию, выверяют с установкой, при необходимо с ти, прокладок и закрепляют болтам и. Снимают с крышки трансформатора направляющ и е для стропов (четыре пла с тины);

выполняют пусконаладочные испытания, для чего измеряют сопротивление изоляции вторичных обмоток относительно одна другой и цоколя, сопротивление изоляции нулевой обкладки относительно цоколя; испытывают изоляцию выводов вторичных обмоток, выв о да нулевой обкладки и вывода заземления м а гни топроводов отно си тельно цоколя приложением напряжения 1,8 кВ частоты 50 Гц в течение 1 мин; измеряют тангенс угла диэлектрических потерь и емкость тран с форматора; измеряют величину тока намагничивания вторичных обмоток, используемых в цепях защиты (выполняет группа наладки ).

При измерении величины тока намагничивания одной из вторичны х обмоток все остальные вторичные обмотки для защиты и измерения должны быть закорочены:

за мык аю т накоротко и соединяют с болтом заземления в коробке выводов трансформатора вывод нулевой обкладки, выводы индукционной обмотки 6 U 1 - 6 U 2 и вывод заземления магнитопроводов. Проверяют наличие «земли» на одном из выводов каждой вторичной обмотки.

2.3. 11 . ТФРМ 750 А:

выполняют работы по п. 2.3.10 настоящей Технологической карты до переключения секций первичной обмотки включительно, стропят (строп 4С К1- 6,3 / Рт 1-6,3 /0 - 3 ,2/К -2 ,5 /600 0), поднимают и устанавливают нижнюю ступень трансформатора на опорную конструкцию, выверяют с установкой, при необходимости, прокладок и закрепляют болтами. Снимают с крышки нижней ступени направляющие для стропов (четыре пластины );

собирают из двух полуколец большой экран, закрепляют на маслорасширителе и цоколе верхней ступени все экраны, стропят (строп 4С К1-6,3/ Рт 1- 6 ,3 /0 - 3 ,2/ К-2 ,5 /600 0), поднимают и устанавливают верхнюю ступень с экранами на бак узла герметизации нижней с тупени и предварительно закрепляют двумя диаметрально расположенн ы ми болтами М 2 4. Проверяют вертикальное положение трансформатора. Окончательно закрепляют верхнюю ступень на баке нижней с тупени. Снимают с крышки верхней ступени направляющие для стропов (ч е тыре пластины);

выполняют пусконаладочные испытания трансформатора (см. п . 2.3.10 н а стоящей Технологической к а рты).

В дополнение к п. 2.3.10 :

проводят испытания разрядника типа РВН- 1 в соответ с твии с инс тр укци ей завода - изготовителя и, в случае положительных р е зультатов у с та н ав ли вают его на ниж н ей с тупени трансформатора;

замыкают накоротко и соединяют с цоколем на верхней ступени тран с форматора выводы и ндук ц ионной обмотки 9 U 1 - 9 U 2 и вывод нулевой о бк л адки;

проверяют соединение разрядника РВ Н - 1 с выводом 7 U 1 верхней с тупен и и бобышкой ма сл орас ши р и те л я нижней ступени трансформатора;

выполняют э лектриче с кое соединение выводов 8 U 1 - 8 U 2 верхней с тупени с выводами 7 U 1 - 7 U 2 нижней ступени трансформатора с п о мощью пер е мычек, входящих в комплект поставк и.

2.4 . Заключительные р аботы

2.4. 1 . У с танавливают и закрепляют на опорной строительной кон с трукции ящик зажимов.

2.4.2 . Производят ок о нчательную затяжку всех болтов.

2.4. 3 . О бваривают металл и ческие прокладки под трансформа т орами.

2.4.4 . Трансформаторы за з емляют (полоса заземления к стойкам при с тр е л и вается, к металлоконструкциям приваривается, а к оборудованию присоединяется болтом ).

2.4.5 . У с танавливают кабельные муфты, снятые на время транспортирова ни я.

2.4.6 . Прокладывают и подсоединяют кабели вторичных цепей.

2.4.7 . Вос с танавливают лакокрасочные покрытия металлических частей в повр е жденных местах и красят шины з аземления.

2 .4.8 . Трансформаторы присоединяют к ошиновке высокого на п ряж ени я. Длин а спуска к аппарату должна обеспечивать в наиболее неблагопр ия тны х погодных условиях допустимое т яж е ни е на контактный вывод в горизонтальном направлен и и в плоскости выводов п е рвичной обмотки тран с форматора, Н , не более:

для трансформаторов Т Ф З М 11 0 Б, ТФЗ М 1 50 Б, ТФЗ М 220 Б - 1000 ;

для трансформаторов ТФР М 330 Б, ТФРМ 500 Б, ТФЗМ 500 Б, ТФРМ 75 0 А - 1 50 0.

2.4 .9 . Убирают механизмы и инвентар ь.

3 . ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ

До начала работ по монтажу трансформаторов выверяются проектные г оризонтальные и вертикальные оси и отметки опорны х конструкци й. При приемке трансформаторов в монтаж (входной контроль) провер яют цело с тно с ть фарфоровы х покрышек. Они не должны иметь дефектов, превыша вш их количе с твенные показатели, пр и веденные в пр и л. 5 .

Тех ни ческие критерии и с редст в а контроля операций и проце сс ов приводят с я и табл. 1 . Приемочный контроль с м онтированных тран с форматоров осуще с твляют с огла с но СНиП 3.05.06-85. При приемке работ предъявляют документацию в с оответ с твии с перечнем прил. 2.

Все о трансформаторах тока. Классификация, конструкция, принцип действия

Трансформаторами тока (ТТ) принято называть электротехнические устройства, предназначенные для трансформирования величин токов (с больших на меньшие) до требуемых значений, с целью подключения приборов измерения, устройств РЗиА. Трансформаторы тока получили широкое применение в энергетике и являются составным элементом любой электростанции или подстанции.

Установка в силовых электроустановках трансформаторов низкой мощности позволяет также обезопасить производство работ, поскольку их использование разделяет цепи высокого / низкого напряжения, упрощает конструктивное исполнение дорогостоящих измерительных приборов, реле.

Содержание

Конструкция и принцип действия трансформатора тока

Трансформаторы тока конструктивно состоят из:

  • замкнутого магнитопровода;
  • 2-х обмоток (первичной, вторичной).

Трансформаторы тока

Орлов Анатолий Владимирович

Орлов Анатолий Владимирович Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей Первичная обмотка включается последовательно, таким образом, сквозь нее протекает полный ток нагрузки. А вторичная - замыкается на нагрузку (защитные реле, расчетные счетчики и пр.), что позволяет создавать прохождение по ней тока, величина которого пропорциональна величине тока первичной обмотки.

Поскольку сопротивление измерительных устройств незначительно, то принято считать, что все трансформаторы тока работают в режиме близком к КЗ.

Это означает, что геометрическая сумма магнитных потоков равна разности потоков, генерируемых обеими обмотками.

Традиционно трансформаторы тока выпускают с несколькими группами вторичных обмоток, одна из которых предназначена для подключения аппаратов защиты, другие – для включения приборов контроля, диагностики и учета.

К этим обмоткам в обязательном порядке должна быть подключена нагрузка.

Ее сопротивление строго регламентируется, так как даже незначительное отклонение от нормируемой величины может привести к увеличению погрешности и как следствие снижению качества измерения, неселективной работе РЗ.

Интересное видео о трансформаторах тока смотрите ниже:

Погрешность ТТ определяется в зависимости от:

  • сечения магнитопровода;
  • проницаемости используемого для производства магнитопровода материала;
  • величины магнитного пути.

Значительное возрастание сопротивления нагрузки во вторичной цепи генерирует повышенное напряжение во вторичной цепи, что приводит к пробою изоляции и, как следствие, выходу из строй трансформатора.

Предельное значение сопротивление нагрузки указывается в справочных материалах.

Классификация трансформаторов тока

Трансформаторы тока принято классифицировать по следующим признакам:

Все о трансформаторах тока. Классификация, конструкция, принцип действия

Ещё одно интересное видео о схемах включения трансформаторов тока:

Трансформаторы тока разных производителей

Рассмотрим несколько трансформаторов тока разных производителей:

Трансформаторы тока ТОЛ-НТЗ-10-01

Производитель ООО «Невский трансформаторный завод «Волхов», предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в комплектных устройствах внутренней и наружной установки (КРУ, КРУН, КСО) переменного тока на класс напряжения до 10 кВ и являются комплектующими изделиями.

Трансформаторы изготавливаются в виде опорной конструкции, в климатических исполнениях «УХЛ» и «Т», категории размещения «2» по ГОСТ 15150-69.

Рабочее положение трансформатора в пространстве – любое.

Трансформаторы работают в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений и имеют:

  • класс нагревостойкости «В» по ГОСТ 8865-93;
  • уровень изоляции «а» и «б» по ГОСТ 1516.3-96.
Расположение вторичных выводов:

ТОЛ-НТЗ-10-01 1

Требования к надежности

Для трансформаторов установлены следующие показатели надежности:

  • средняя наработка до отказа – 2´105 ч.;
  • полный срок службы – 30 лет.
Пример условного обозначения опорного трансформатора тока с литой изоляцией

ТОЛ-НТЗ-10-01АБ-0,5SFs5/10Р10–5/15-300/5 31,5 кА УХЛ2

TОП-066
Опорные трансформаторы тока TОП-0,66

TОП-066 1

presentation

Первичная шина трансформаторов ТОП-0,66 и ТШП-0,66 медная, покрытая оловом. Трансформаторы ТШП-0,66 могут комплектоваться медными шинами, покрытыми оловом.

Проходные шинные трансформаторы тока для внутренней установки BB, BBO

Проходные шинные трансформаторы тока BB и BBO изготовлены в корпусе из эпоксидного компаунда и предназначены для установки в РУ напряжением до 24 кВ (25 кВ).

Трансформатор тока без первичного проводника, но с собственной первичной изоляцией может использоваться в качестве втулки.

Трансформаторы спроектированы и изготовлены согласно следующим стандартам:

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).

Схемы соединений трансформаторов тока, виды схем, параллельное и последовательное

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.

Орлов Анатолий Владимирович

Орлов Анатолий Владимирович Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей Задать вопрос Измерительные трансформаторы вносят свою погрешность в измерения. Здесь важно соблюдать правильную схему подключения с соблюдением обозначений. Например, если изменить местами выводы вторичных цепей И1 и И2, то за этим последует существенный недоучёт электроэнергии.

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.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

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.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

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:

  1. 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.

Соединение трансформаторов тока в треугольник, а обмоток реле в звезду

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

Включение реле на разность токов 2 – фаз (схема восьмерки)

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

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

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.

Что такое трансформатор тока, его конструкция и принцип работы

Для нормального функционирования устройств обеспечивающих релейную защиту высоковольтных ЛЭП, требуется контролировать параметры электрической линии. Снимать показания с высоковольтных проводов напрямую – опасно и не эффективно. Режим работы обычного трансформатора не позволяет контролировать изменение тока. Решает эту проблему трансформатор тока, у которого показатели вторичной цепи изменяются пропорционально величине тока первичной обмотки.

Конструкция и принцип действия

Внешний вид типичного трансформатора тока представлен на рисунке 1. Характерным признаком этих моделей является наличие у них диэлектрического корпуса. Формы корпусов могут быть разными – от прямоугольных до цилиндрических. В некоторых конструкциях отсутствуют проходные шины в центре корпуса. Вместо них проделано отверстие для обхвата провода, который выполняет функции первичной обмотки.

Трансформатор тока

Рис. 1. Трансформатор тока

Материалы диэлектриков выбирают в зависимости от величины напряжений, для которых предназначено устройство и от условий его эксплуатации. Для обслуживания промышленных энергетических систем изготавливают мощные ТТ с керамическими корпусами цилиндрической формы (см. рис. 2).

Промышленный керамический трансформатор тока

Рис. 2. Промышленный керамический трансформатор тока

Особенностью трансформатора является обязательное наличие нагрузочного элемента (сопротивления) во вторичной обмотке (см. рис. 3). Резистор необходим для того, чтобы не допускать работы в режиме без вторичных нагрузок. Функционирование трансформатор тока с ненагруженными вторичными обмотками недопустимо из-за сильного нагревания (вплоть до разрушения) магнитопровода.

Принципиальная схема трансформатора тока

Рис. 3. Принципиальная схема трансформатора тока

В отличие от трансформаторов напряжения, ТТ оснащены только одним витком первичной обмотки (см. рис. 4). Этим витком часто является шина, проходящая сквозь кольцо сердечника с намотанными на него вторичными обмотками (см. рис. 5).

Рис. 4. Схематическое изображение ТТ Рис. 5. Устройство ТТ

Иногда в роли первичной обмотки выступает проводник электрической цепи. Для этого конструкция сердечника позволяет применить шарнирное соединение частей трансформатора для обхвата провода (см. рис. 6).

ТТ с разъемным корпусом

Рис. 6. ТТ с разъемным корпусом

Сердечники трансформаторов выполняются способом шихтования кремнистой стали. В моделях высокого класса точности сердечники изготовляют из материалов на основе нанокристаллических сплавов.

Принцип действия.

Основная задача токовых трансформаторов понизить (повысить) значение тока до приемлемой величины. Принцип действия основан на свойствах трансформации переменного электрического тока. Возникающий переменный магнитный поток улавливается магнитопроводом, перпендикулярным направлению первичного тока. Этот поток создается переменным током первичной катушки и наводит ЭДС во вторичной обмотке. После подключения нагрузки начинает протекать электрический ток по вторичной цепи.

Зависимости между обмотками и токами выражены формулой: k = W2 / W1 = I1 / I2 .

Поскольку ток во вторичной катушке обратно пропорционален количеству витков в ней, то путем увеличения (уменьшения) коэффициента трансформации, зависящего от соотношения числа витков в обмотках, можно добиться нужного значения выходного тока.

На практике, чаще всего, эту величину устанавливают подбором количества витков во вторичной обмотке, делая первичную обмотку одновитковой.

Линейная зависимость выходного тока (при номинальной мощности) позволяет определять параметры величин в первичной цепи. Численно эта величина во вторичной катушке равна произведению реального значения тока на номинальный коэффициент трансформации.

В идеале I1 = kI2 = I2W2/W1. С учетом того, что W1 = 1 (один виток) I1 = I2W2 = kI2. Эти несложные вычисления можно заложить в программу электронного измерителя.

Принцип действия трансформатора тока

Рис. 7. Принцип действия трансформатора тока

На рисунке 7 не показан нагрузочный резистор. При измерениях необходимо учитывать и его влияние. Все допустимые погрешности в измерениях отображает класс точности ТТ.

Классификация

Семейство трансформаторов тока классифицируют по нескольким признакам.

  1. По назначению:
    • защитные;
    • линейки измерительных трансформаторов тока;
    • промежуточные (используются для выравнивания токов в системах дифференциальных защит);
    • лабораторные.
  2. По способу монтажа:
    • наружные (см. рис. 8), применяются в ОРУ;
    • внутренние (размещаются в ЗРУ);
    • встраиваемые;
    • накладные (часто совмещаются с проходными изоляторами);
    • переносные.
  • Классификация по типу первичной обмотки:
    • многовитковые, к которым принадлежат катушечные конструкции, и трансформаторы, с обмотками в виде петель;
    • одновитковые;
    • шинные.
    • До 1 кВ;
    • Свыше 1 кВ.

    Трансформаторы тока можно классифицировать и по другим признакам, например, по типу изоляции или по количеству ступеней трансформации.

    Расшифровка маркировки

    Каждому типу трансформаторов присваиваются буквенно-цифровые символы, по которым можно определить его основные параметры:

    • Т — трансформатор тока;
    • П — буква указывающая на то, что перед нами проходной трансформатор. Отсутствие буквы П указывает, что устройство принадлежит к классу опорных ТТ;
    • В — указывает на то, что трансформатор встроен в конструкцию масляного выключателя или в механизм другого устройства;
    • ВТ — встроенный в конструкцию силового трансформатора;
    • Л— со смоляной (литой) изоляцией;
    • ФЗ — устройство в фарфоровом корпусе. Звеньевой тип первичной обмотки;
    • Ф — с надежной фарфоровой изоляцией;
    • Ш — шинный;
    • О — одновитковый;
    • М — малогабаритный;
    • К — катушечный;
    • 3 — применяется для защиты от последствий замыкания на землю;
    • У — усиленный;
    • Н — для наружного монтажа;
    • Р — с сердечником, предназначенным для релейной защиты;
    • Д — со вторичной катушкой, предназначенной для питания электричеством дифференциальных устройств защиты;
    • М — маслонаполненный. Применяется для наружной установки.
    1. Номинальное напряжение (в кВ) указывается после буквенных символов (первая цифра).
    2. Числами через дробь обозначаются классы точности сердечников. Некоторые производители вместо цифр проставляют буквы Р или Д.
    3. следующие две цифры «через дробь» указывают на параметры первичного и вторичного токов;
    4. после позиции дробных символов — код варианта конструкционного исполнения;
    5. буквы, расположенные после кода конструкционного варианта, обозначают тип климатического исполнения;
    6. цифра на последней позиции — категория размещения.

    Схемы подключения

    Первичные катушки трансформаторов тока включаются в цепь последовательно. Вторичные катушки предназначены для подключения измерительных приборов или используются системами релейной защиты.

    Во вторичную цепь включаются выводы измерительных приборов и устройства релейной защиты. С целью обеспечения безопасности, сердечник магнитопровода и один из зажимов вторичной катушки должны заземляться.

    При подключении трехфазных счетчиков, в сетях с изолированной нейтралью обмотки трансформатора соединяются по схеме «Неполная звезда». При наличии нулевого провода применяется схема полной звезды.

    Выводы трансформаторов маркируются. Для первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2, а для вторичной – И1 и И2. При подключении измерительных приборов следует соблюдать полярность обмоток.

    Схема «неполная звезда» применяется для двухфазного соединения.

    В дифференциальных защитах, используемых в силовых трансформаторах, обмотки включаются треугольником.

    Основные схемы подключения:

    • В сетях с глухозаземленной нейтралью ТТ подключается к каждой фазе. Соединение обмоток трансформатора – полная звезда.
    • Подключение по схеме неполной звезды. Применяется в сетях с изолированными нулевыми точками.
    • Схема восьмерки. Симметрично распределяет нагрузки при трехфазном КЗ.
    • Соединение ТТ в фильтр токов нулевой последовательности. Применяется для защиты номинальной нагрузки от коротких замыканиях на землю.

    Технические параметры

    Очень важной характеристикой трансформатора тока является класс точности. Этот параметр характеризует погрешность измерения, то есть показывает, на сколько номинальный (идеальный) коэффициент трансформации отличается от реального.

    Коэффициент трансформации

    Так как в реальном коэффициенте трансформации присутствует синфазная и квадратурная составляющая, то значения коэффициента всегда отличаются от номинального. Разницу (погрешность) необходимо учитывать при измерениях. На результаты измерений влияют также угловые погрешности.

    У всех ТТ погрешность отрицательна, так как у них всегда присутствуют потери от намагничивания и нагревания токовых катушек. С целью устранения отрицательного знака погрешности, для смещения параметров трансформации в положительную сторону, применяют витковую коррекцию. Поэтому в откорректированных устройствах привычная формула для вычислений не работает. Поэтому коэффициенты трансформации в таких аппаратах производители определяют опытным путем и указывают их в техпаспорте.

    Класс точности

    Токовые погрешности искажают точность измерения электрического тока. Поэтому для измерительных трансформаторов высокие требования к классу точности:

    Трансформатор может находиться в пределах заявленного класса точности, только если сопротивление максимальной нагрузки не превышает номинального, а ток в первичной цепи не выходит за пределы 0,05 – 1,2 величины номинального тока трансформатора.

    О назначении

    Основная сфера применения трансформаторов – защита измерительного и другого оборудования от разрушительного действия предельно высоких токов. ТТ применяются для подключения электрического счетчика, изоляции реле от воздействия мощных токовых нагрузок.

    Видео по теме

    Читайте также: