Измерительные трансформаторы тока.

Наибольшее распространение получили электромагнитные ТТ с замкнутым магнитопроводом. Трансформаторы тока относятся к первичным преобразователям тока и предназначены для уменьшения первичного тока до значений, допускающих подключение измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и зашиты от первичных цепей высокого напряжения. На рисунке 1.14 приведена схема устройства и включения трансформатора тока.

Трансформатор тока имеет замкнутый сердечник, набранный из тонких листов электротехнической стали, и две обмотки — первичную и вторичную. Первичная обмотка ТТ включается последовательно в цепь измеряемого тока, имеет небольшое число витков (вплоть до одного) и выполнена из провода относительно большого сечения. К вторичной обмотке ТТ присоединяют токовые катушки различных измерительных приборов (амперметров, счетчиков электроэнергии и др.) и устройства релейной защиты и автоматики разных типов. Вторичная обмотка рассчитана на меньший ток и соответственно имеет большее число витков.

Схема устройства и включения трансформатора тока

Рис. 1.14. Схема устройства и включения трансформатора тока:

а — устройство трансформатора тока; б, в — схемы включения амперметра непосредственно вконтролирующую цепь и через трансформатор тока; 1 — первичная обмотка; 2 — вторичнаяобмотка; 3 — магнитопровод; 1{ и /2 — первичный и вторичный ток трансформатора тока соответственно; wv w2 — число витков первичной и вторичной обмоток соответственно; А — амперметр; Л,, Л2 — начало и конец первичной обмотки; Ир И2 — начало и конец вторичной обмотки

Так как сопротивление ТТ вместе с присоединенными к нему приборами очень мало, оно не влияет на значение первичного тока, который может изменяться в широких пределах в нормальном режиме (до 1,2—1,3 номинального тока), а при коротком замыкании может превысить его в десятки и сотни раз.

От исправности и точности работы ТТ зависят не только правильный учет электроэнергии, отпускаемой потребителям, но и бесперебойность их электроснабжения, сохранность самой электроустановки, особенно при коротких замыканиях.

Измерительные ТТ классифицируются по следующим признакам:

  • по конструктивному исполнению (О — опорные, П — проводные, Ш — шинные, В — встроенные, Р — разъемные, К — каскадные);
  • виду изоляции (Ф — с фарфоровой покрышкой, с твердой и воздушной изоляцией, М — маслонаполненные, Л — литые, П — в пластмассовом корпусе).

В свою очередь, ТТ с литой изоляцией подразделяют на шинные, опорные, проходные, встроенные, земляные. Земляные ТТ предназначены для питания схем релейной защиты от замыкания на землю отдельных жил трехфазного кабеля путем трансформации возникших при этом токов нулевой последовательности.

Назначение вторичной обмотки ТТ состоит в следующем: для измерений и учета, защиты, измерений и защиты.

В этих случаях обязательно указывается класс точности ТТ. Примеры обозначения ТТ ТШЛ — трансформатор тока, шинный, с литой изоляцией, ТЗРЛ — трансформатор тока, земляной, разъемный, с литой изоляцией, ТФН — трансформатор тока, с фарфоровой покрышкой, для наружной установки.

Основными параметрами ТТ являются следующие:

  • • номинальное напряжение трансформатора U (кроме встроенных ТТ);
  • • номинальный первичный ток /. ;
  • • номинальный вторичный ток L .

ZHOM>

  • • номинальный коэффициент трансформации Кт , определяе-
  • -'ном

мый по формуле:

Ki = h /h ;

ТОМ АНОМ zHOM

• номинальная вторичная нагрузка 5, с коэффициентом мощ-

ZHOM

ности, равным 1 или 0,8 (допускается обозначение вторичной нагрузки Z, );

• класс точности ТТ (для ТТ с одной вторичной обмоткой) или вторичных обмоток (для ТТ с несколькими вторичными обмотками).

Ряд номинальных напряжений ТТ (?/ном, кВ): 0,66; 3; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750.

Номинальный первичный ток ТТ (/, , А): 1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50;

Аном

75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 8000; 10000; 12000; 14000; 16000; 18000; 20000; 25000;28000;30000; 32000;35000; 40000.

Номинальный вторичный ток ТТ (/, , А): 1; 2; 5.

ZHOM

Номинальная вторичная нагрузка ТТ (S9 с коэффициентом мощ-

ZHOM

ности, равным 1, BA): 1; 2; 2,5.

Номинальная вторичная нагрузка ТТ (S9 с коэффициентом мощ-

ZHOM

ности, равным 0,8, ВА): 3; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 50; 60; 75; 100.

Значение коэффициента трансформации ТТ не является строго постоянным и может отличаться от номинального вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания.

Измерительный ТТ имеет три вида погрешностей: токовую, полную и угловую, значения которых тесно связаны друг с другом и зависят от степени насыщения магнитопровода ТТ. Чем больше это насыщение (/нас), а оно зависит, например, от значения первичного тока (/j) ТТ, тем меньше сопротивление так называемой ветви намагничивания, тем больше ток в этой ветви и тем меньший ток попадает в реле (/2). Таким образом, вследствие наличия тока намагничивания во вторичную обмотку ТТ трансформируется не весь первичный ток, а только часть его, что и вызывает погрешность в работе ТТ (токовая погрешность).

Угловая погрешность также определяется наличием тока намагничивания и характеризует фазовый сдвиг между первичным и вторичным токами ТТ. Угловая погрешность ТТ считается положительной, если вектор вторичного тока опережает вектор первичного тока. Угловая погрешность может быть выражена в радианах или минутах.

Чем больше ток намагничивания ТТ, тем больше его погрешности. Очень большие погрешности могут вызвать неправильные действия устройств релейной защиты и автоматики, поэтому уменьшение погрешности ТТ является важной задачей, которая сводится к уменьшению /нам. Для уменьшения погрешностей измерительный ТТ должен работать в прямолинейной части своей характеристики намагничивания. Уменьшение погрешностей ТТ обеспечивается следующими мероприятиями:

  • 1) конструктивными параметрами магнитопровода, в том числе и его материалом; такой материал, как пермаллой (сплав стали и никеля), например, обеспечивает небольшие погрешности ТТ в нормальных режимах, однако применение его при массовом производстве ТТ ограничено из-за недостаточной механической прочности и высокой стоимости;
  • 2) правильным выбором нагрузки вторичной обмотки;
  • 3) снижением вторичного тока за счет выбора соответствующего коэффициента трансформации Kr = IJlr

Токовая погрешность зависит также от кратности первичного тока:

где: 1Х — действительное значение тока в первичной обмотке;

/, — его номинальное значение.

Аном

При увеличении кратности первичного тока магнитопровод ТТ насыщается, и токовая погрешность увеличивается. Полная же погрешность ТТ учитывает в /2 и /нам высших гармоник, возникающих в связи с насыщением стали (магнитопровода) ТТ.

Для всех ТТ, используемых в схемах релейной защиты, даются кривые предельных кратностей:

где: к{0 — отношение наибольшего первичного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при заданной вторичной нагрузке меньше 10%;

Z. — допустимое сопротивление нагрузки ТТ при коэффициенте мощ-

Д0П Л о

ности, равном 0,8.

Кратность klQ принимают равной отношению:

Используя зависимости, называемые обычно кривыми предельной кратности, можно подобрать соответствующие ТТ, способные подавать питание в схему релейной защиты, обеспечивая полную погрешность не более 10% в условиях срабатывания защиты. Если же тип ТТ задан, то, используя кривую предельной кратности, соответствующую заданному ТТ, необходимо определить допустимое

сопротивление нагрузки Z9 и позаботиться о том, чтобы суммарной

ное расчетное сопротивление нагрузки ТТ, состоящее из сопротивлений реле, соединительных проводов и других элементов, включенных во вторичную цепь ТТ (с учетом схемы соединений обмоток ТТ) не превысило Z, .

•“ЦОП

Измерительные ТТ подразделяются на классы точности, каждый из которых характеризуется допустимой погрешностью, установленной из условий точной работы измерительных приборов. Точность ТТ определяется их полной погрешностью в передаче значения тока и угловой погрешностью в передаче фазы измеряемого тока. Требования к точности различны для ТТ, питающих измерительные приборы, и для ТТ, питающих устройства релейной защиты.

Классы точности ТТ или вторичной обмотки:

  • • для измерений и учета: 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3; 5; 10;
  • • защиты: 5Р, ЮР (в первом случае полная погрешность ТТ равна 5%, во втором — 10%).
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >